一种航迹优化方法和装置与流程

1.本发明涉及雷达跟踪技术领域，尤其涉及一种航迹优化方法。


背景技术：

2.航迹质量是评估雷达系统性能的一项重要指标。
3.由于地面警戒雷达经常部署在海岸线、城市边缘、沙漠、山林等环境地区，面临复杂多变的杂波影响，经过传统杂波图处理之后，仍然存在大量的杂波、干扰影响，占用系统资源，导致航迹质量和系统探测性能的降低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种航迹优化方法，用以解决用以实现降低目标表航迹系统资源占用量的目的。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种航迹优化方法，包括：
6.获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；
7.对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；
8.获取点点关联初始波门；
9.计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；
10.在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；
11.在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；
12.对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。
13.在一些可能的实现方式中，所述点点关联初始波门包括距离初始波门、方位角初始波门和俯仰角初始波门，所述距离初始波门表达式为：
14.r_thr0＝w0*tgtv_max*frame_updatetime
15.所述方位角初始波门表达式为：
16.az_thr0＝w1*(3*az_index+az_max(i))
17.所述俯仰角初始波门表达式为：
[0018][0019]
式中，r_thr0表示所述距离初始波门；tgtv_max表示目标最大探测速度；frame_updatetime表示帧间更新时间；az_th0表示所述方位角初始波门；az_max(i)表示每个距离
段方位角变化量；az_index表示系统方位角测量精度；
[0020]
el_thr0表示所述俯仰角初始波门；w0、w1和w2表示加权值；el_beamwidth表示俯仰波束宽度；k为常数。
[0021]
在一些可能的实现方式中，所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的初始点迹数据之间的空间相对位移量包括：相邻扫描周期的初始点迹数据之间距离的相对位移量、相邻扫描周期的初始点迹数据之间方位角的相对位移量和相邻扫描周期的初始点迹数据之间俯仰角的相对位移量。
[0022]
在一些可能的实现方式中，所述根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功，包括：
[0023]
当所述空间相对位移量小于所述点点关联初始波门时，则确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功。
[0024]
在一些可能的实现方式中，当目标点迹长度大于预设值时，所述点航关联波门的权重的表达式为：
[0025][0026]
式中，w(p0)表示目标点迹当前使用加权值；w(p0+1)表示下个点航关联波门的加权值；r表示收敛系数；l表示目标点迹长度。
[0027]
在一些可能的实现方式中，所述基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据，包括：
[0028]
基于α-β滤波算法根据所述目标点迹的当前点的点迹数据得到当前点的点迹数据的滤波值；
[0029]
根据所述当前点的点迹数据的滤波值得到当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值；
[0030]
根据当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值确定所述目标点迹的航迹数据。
[0031]
在一些可能的实现方式中，所述对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据，包括：
[0032]
根据航迹运动特点权值、误相关率权值，航迹精度权值得到航迹性能评价指标；
[0033]
根据所述航迹性能评价指标将航迹分为若干等级；
[0034]
根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据。
[0035]
在一些可能的实现方式中，所述航迹运动特点权值等于所述目标速度变化值乘以所述目标方位角变化值乘以目标高度变化值；所述误相关率权值基于雷达航迹数据与二次雷达航迹数据匹配得到；所述航迹精度权值等于系统距离精度指标乘以系统方位精度指标乘以系统俯仰精度指标。
[0036]
在一些可能的实现方式中，所述根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据，包括：
[0037]
当航迹性能评价指标为第一等级时，获取第一权重收敛系数和第一点航关联波门，基于所述第一权重收敛系数和第一点航关联波门得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第一权重收敛系数是提高所述点航关联波门的权重收敛系数得到，所述第一点航关联
波门是减小所述点航关联波门的值得到；
[0038]
当航迹性能评价指标为第二等级时，获取第二点航关联波门、第一滤波参数和第二滤波参数，基于所述第二点航关联波门、所述第一滤波参数和所述第二滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第二点航关联波门是增加所述点航关联波门的值，所述第一滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第二滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的β参数的值得到；
[0039]
当航迹性能评价指标为第三等级时，获取第三点航关联波门、第三滤波参数和第四滤波参数，基于所述第三点航关联波门、所述第三滤波参数和所述第四滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第三点航关联波门是调整所述点航关联波门的值得到，所述第三滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第四滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的-β参数的值得到。
[0040]
另一方面，本发明还提供一种航迹优化装置，包括：
[0041]
数据获取单元，用于获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；
[0042]
第一点迹数据获取单元，用于对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；
[0043]
点点关联初始波门设置单元，获取点点关联初始波门；
[0044]
点迹是否关联判断单元，用于计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；
[0045]
点航关联波门设置单元，用于在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；
[0046]
航迹数据获取单元，用于在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；
[0047]
最优航迹数据获取单元，用于对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。
[0048]
采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的一种航迹优化方法，获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据，并对初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据，获取点点关联初始波门，根据相邻周期的第一点迹数据之间的空间相对位移量和点点关联初始波门确定相邻扫描周期的点迹是否关联成功，在点迹关联成功时，获取点航关联波门，根据空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门，在确定目标点迹落入第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据，最后对目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。本发明根据点点关联初始预设值设置点航关联波门并基于α-β滤波算法进行航迹处理，降低了目标航迹的系统资源占用量，且对航迹进行离线优化，提高了目标航迹质量和系统工作性能。
附图说明
[0049]
图1为本发明提供的一种航迹优化方法一实施例的方法流程图；
[0050]
图2为本发明提供的一种航迹优化装置的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
[0051]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
[0052]
图1为本发明提供的一种航迹优化方法的一个实施例流程示意图，如图1所示，一种航迹优化方法，包括：
[0053]
s101、获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；
[0054]
s102、对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；
[0055]
s103、获取点点关联初始波门；
[0056]
s104、计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；
[0057]
s105、在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；
[0058]
s106、在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；
[0059]
s107、对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。
[0060]
与现有技术相比，本实施例提供的一种航迹优化方法，获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据，并对初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据，获取点点关联初始波门，根据相邻周期的第一点迹数据之间的空间相对位移量和点点关联初始波门确定相邻扫描周期的点迹是否关联成功，在点迹关联成功时，获取点航关联波门，根据空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门，在确定目标点迹落入第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据，最后对目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。本发明根据点点关联初始预设值设置点航关联波门并基于α-β滤波算法进行航迹处理，降低了目标航迹的系统资源占用量，且对航迹进行离线优化，提高了目标航迹质量和系统工作性能。
[0061]
在本发明的具体实施例中，在步骤s101中，获取雷达每个扫描周期的点迹数据，雷达点迹数据表达式为point_data(n,para)，其中n代表点迹数量，para代表点迹特征。para包含时间(time)，距离(r)、方位角(az)和俯仰角(el)信息。
[0062]
需要说明的是，相同探测空域由于点迹特征不同，可能导致点迹形成时间存在滞后现象。利用微分思想，进行点迹时序重排。在本发明的具体实施例中，在步骤s102中，对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据，首先对初始点迹数据进行时域重排，具体
包括如下步骤：
[0063]
第一步：通过相邻点迹时间递减求差值，获取相邻点迹之间时间差值time_gap，time_gap(n-1)＝point_data(p+1,time)-point_data(p,time)；式中，n代表点迹总数；
[0064]
第二步：当time_gap小于零，则判定相邻点迹存在时间滞后现象；
[0065]
第三步：将相邻点迹位置互换，即完成点迹重排；
[0066]
第四步：重复第一步到第三步过程，直至没有滞后现象存在。
[0067]
需要说明的是，现代相控阵雷达的方位扫描逻辑中，每一帧方位扫描都是从起始方位开始，利用该特性实现每一帧扫描点迹提取。在本发明的具体实施例中，在步骤s102中，在对对初始点迹数据进行时域重排的基础上，提取所述初始点迹数据的每一帧，得到第一点迹数据，具体包括如下步骤：
[0068]
步骤一：对第初始迹数据相邻点迹方位角递减求差值，获取相邻点迹之间方位差值az_gap：
[0069]
az_gap(n-1)＝point_data(p+1,az)-point_data(p,az)；式中，p∈(1,n-1)，n代表点迹总数；
[0070]
步骤二：当az_gap》frame_az_thr，则判定相邻点迹分别属于不同帧范围，frame_az_thr为帧间方位角阈值，本实施例方位角阈值设置为80；
[0071]
步骤三：提取每一帧点迹数据并保存，从而得到第一点迹数据。
[0072]
需要说明的是，在步骤s103中，获取点点关联初始波门是基于雷达系统工作过模式和特性设置的。依据系统工作模式和特性，结合三维(距离point_r，方位point_az，俯仰point_el)空间信息，设定点点关联初始波门r_thr0、az_thr0和el_thr0。
[0073]
在本发明的一些实施例中，在步骤s103中，所述点点关联初始波门包括距离初始波门、方位角初始波门和俯仰角初始波门，所述距离初始波门表达式为：
[0074]
r_thr0＝w0*tgtv_max*frame_updatetime
[0075]
所述方位角初始波门表达式为：
[0076]
az_thr0＝w1*(3*az_index+az_max(i))
[0077]
所述俯仰角初始波门表达式为：
[0078][0079]
式中，r_thr0表示所述距离初始波门；tgtv_max表示目标最大探测速度；frame_updatetime表示帧间更新时间；az_th0表示所述方位角初始波门；az_max(i)表示每个距离段方位角变化量，当目标切向飞行时，其方位角变化量最大。利用几何关系，计算当目标切向飞行r_thr0距离后，每个距离段方位角变化量az_max(i)，本发明设置6段距离区间，间隔60km，当目标距离超过360km后，使用第6段距离区间的az_max(i)；az_index表示系统方位角测量精度；el_thr0表示所述俯仰角初始波门；w0、w1和w2表示加权值；el_beamwidth表示俯仰波束宽度；k为常数，在本实施例中，初始波门设计太大会导致误相关率增加，反之会引起目标检测概率降低，所以需要结合系统性能和实际空情进行优化w0、w1和w2分别设置为1、0.5和0.5。
[0080]
在本发明的一些实施例中，在步骤s105中，所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的初始点迹数据之间的空间相对位移量包括：相邻扫描周期的初始点迹数据之间距离的
相对位移量、相邻扫描周期的初始点迹数据之间方位角的相对位移量和相邻扫描周期的初始点迹数据之间俯仰角的相对位移量。
[0081]
在本发明的一些实施例中，在步骤s105中，所述根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功，包括：
[0082]
当所述空间相对位移量小于所述点点关联初始波门时，则确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功。
[0083]
在本发明的具体实施例中，提取当前帧点迹，遍历计算其和下一帧所有点迹的空间相对位移量：
[0084]
r_dif0＝point_data(p+1,r)-point_data(p,r)；
[0085]
az_dif0＝point_data(p+1,az)-point_data(p,az)；
[0086]
el_dif0＝point_data(p+1,el)-point_data(p,el).
[0087]
当相对空间位移量落入初始波门内时，则认为点点关联成功，即同时满足以下条件：
[0088][0089]
计算距离、方位、俯仰的初始预测值r_pre、az_pre、el_pre。
[0090]
r_pre＝point_data(p+1,r)+vr*frame_updatetime,
[0091]
az_pre＝point_data(p+1,az)+vaz*frame_updatetime,
[0092]
el_pre＝point_data(p+1,el)+vel*frame_updatetime.
[0093]
其中，vr、vaz、vel分别为：
[0094]
vr＝r_dif0/frame_updatetime,
[0095]
vaz＝az_dif0/frame_updatetime,
[0096]
vel＝el_dif0/frame_updatetime.
[0097]
航迹起始：当完成点点关联后，即判定新的航迹起批成功，航迹批号增加，转入点航关联程序。
[0098]
在本发明的一些实施例中，当目标点迹长度大于预设值时，所述点航关联波门的权重的表达式为：
[0099][0100]
式中，w(p0)表示目标点迹当前使用加权值；w(p0+1)表示下个点航关联波门的加权值；r表示收敛系数；l表示目标点迹长度。
[0101]
在发明的具体实施例中，点航关联参照点点关联初始波门设计方案，点航关联波门的加权值分两个阶段进行设计：
[0102]
当航迹长度l≤l_thr0时，w0、w1和w2分别设置为0.5、0.25和0.25，l_thr0反映了航迹跟踪稳定性，本发明设置为10；
[0103]
当航迹长度l》l_thr0时，即航迹稳定跟踪后，逐渐收敛点航关联波门大小，以减少系统资源占用，提高系统探测性能。加权值参照r阶收敛思想计算：
[0104][0105]
式中，w(p0)表示航迹当前使用加权值，w(p0+1)表示下个点航关联波门的加权值，本发明收敛系数r设置为0.3，当收敛至初始加权值的1/x时，w0、w1和w2的取值不再更新，本发明x值设置为5。
[0106]
需要说明的是，在确定目标点迹落入所述点航关联波门的情况下。表示点航关联成功。在本发明的一些实施例中，在步骤s106中，所述基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据，包括：
[0107]
基于α-β滤波算法根据所述目标点迹的当前点的点迹数据得到当前点的点迹数据的滤波值；
[0108]
根据所述当前点的点迹数据的滤波值得到当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值；
[0109]
根据当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值确定所述目标点迹的航迹数据。
[0110]
在本发明的一些实施例中，所述α-β滤波算法中的a参数的表达式为：
[0111][0112]
所述α-β滤波算法中的β参数的表达式为：
[0113][0114]
式中，l表示目标航迹长度，当α《x1或β《x2，α-β取值不再更新，本实施例x1、x2分别设置为0.1、0.01。
[0115]
在本发明的一些实施例中，在得到α-β滤波算法的参数α和参数β后，计算距离、方位、俯仰的滤波值r_flt、az_flt、el_flt：
[0116]
r_flt＝r_pre+α*(point_data(p0,r)-r_pre),
[0117]
az_flt＝az_pre+α*(point_data(p0,az)-az_pre),
[0118]
el_flt＝el_pre+α*(point_data(p0,el)-el_pre).
[0119]
计算距离、方位、俯仰的速度滤波值vr_flt、vaz_flt、vel_flt：
[0120][0121][0122][0123]
式中，point_data(p0,r)、point_data(p0,az)和point_data(p0,el)分别表示当前关联点迹的距离、方位角和俯仰角信息。
[0124]
利用α-β滤波值计算距离、方位、俯仰的预测值，继续对下一帧数据进行点航关联，r_prr表示当前点下一帧距离预测值，az_pre表示当前点下一帧方位角预测值，el_pre当前
点下一帧俯仰角预测值。
[0125]
r_pre＝r_flt+vr_flt*frame_updatetime,
[0126]
az_pre＝az_flt+vaz_flt*frame_updatetime,
[0127]
el_pre＝el_flt+vel_flt*frame_updatetime.
[0128]
当目标点迹未落入点航关联波门，则表示点航关联失败。此时航迹进行盲推，盲推点迹的距离、方位、俯仰分别取上一帧的预测值。盲推点迹的距离、方位、俯仰速度分别取上一帧的滤波值。
[0129]
航迹终止。当航迹连续盲推y次，则不再进行点航关联，表示航迹终止，本实施例y设置为5。
[0130]
短航迹和静止地物优化，剔除航迹中盲推点后，当航迹长度小于l_thr1时，则判定为短航迹进行剔除，本发明l_thr1设置为10；统计航迹距离、方位和俯仰标准差，当同时小于距离、方位和俯仰标准差阈值，则判定为固定目标进行剔除。距离、方位和俯仰标准差阈值依据不同系统状态进行设定。
[0131]
需要说明的是，本发明对航迹性能评估是在系统离线状态下进行的。在本发明的一些实施例中，在步骤s107中，所述对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据，包括：
[0132]
根据航迹运动特点权值、误相关率权值，航迹精度权值得到航迹性能评价指标；
[0133]
根据所述航迹性能评价指标将航迹分为若干等级；
[0134]
根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据。
[0135]
在本发明的一些实施例中，所述航迹运动特点权值等于所述目标速度变化值乘以所述目标方位角变化值乘以目标高度变化值；所述误相关率权值基于雷达航迹数据与二次雷达航迹数据匹配得到；所述航迹精度权值等于系统距离精度指标乘以系统方位精度指标乘以系统俯仰精度指标。
[0136]
在本发明的具体实施例中，根据航迹运动特点权值a、误相关率权值b，航迹精度权值c得到航迹性能评价指标u，u值越大代表航迹性能越好，u＝a*b*c*255。
[0137]
航迹运动特点权值a主要由距离、方位、仰角特性组成；
[0138]
a＝fr*f
az
*f
el
[0139]
1)根据目标速度变化，fr取值为：
[0140][0141]
2)根据航迹相对雷达的方位角变化，f
az
取值为：
[0142][0143]
3)根据目标高度变化，f
el
取值为：
[0144][0145]
通过和二次雷达航迹数据进行匹配，计算误相关率μ，根据误相关率设定权值b：
[0146][0147]
航迹精度权值c主要由距离、方位、仰角组成，和二次雷达航迹数据比对计算距离精度pr、方位精度p
az
和俯仰精度p
el
；
[0148]
c＝qr*q
az
*q
el
[0149]
1)设定系统距离精度指标为r_index，则qr为：
[0150][0151]
2)设定系统方位精度指标为az_index，则q
az
为：
[0152][0153]
3)设定系统俯仰精度指标为el_index，则q
el
为：
[0154][0155]
在本发明的一些实施例中，所述根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据，包括：
[0156]
当航迹性能评价指标为第一等级时，获取第一权重收敛系数和第一点航关联波门，基于所述第一权重收敛系数和第一点航关联波门得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第一权重收敛系数是提高所述点航关联波门的权重收敛系数得到，所述第一点航关联波门是减小所述点航关联波门的值得到；
[0157]
当航迹性能评价指标为第二等级时，获取第二点航关联波门、第一滤波参数和第二滤波参数，基于所述第二点航关联波门、所述第一滤波参数和所述第二滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第二点航关联波门是增加所述点航关联波门的值，所述第一滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第二滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的β参数的值得到；
[0158]
当航迹性能评价指标为第三等级时，获取第三点航关联波门、第三滤波参数和第四滤波参数，基于所述第三点航关联波门、所述第三滤波参数和所述第四滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第三点航关联波门是调整所述点航关联波门的值得到，所述第三滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第四滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的-β参数的值得到。
[0159]
在本发明的具体实施例中，根据目标航迹性能评估结果将航迹性能分为优、良、一般、较差四个等级，依据不同等级进行航迹优化，以实现保证航迹质量同时，发挥最佳系统工作性能。
[0160]
当航迹性能评价指标为第一等级时，表示该航迹性能为优，即u≥220时，可以提高权值收敛系数和收缩点航关联波门大小，减少系统资源占用，提升系统探测性能；
[0161]
当170≤u《220时表示航迹性能评价指标良好，可以锁定当前点航处理过程；
[0162]
当航迹性能评价指标为第二等级时，表示该航迹性能一般，即127≤u《170时，可以扩大点航关联波门大小和放大航迹滤波参数，以实现提升航迹性能评估等级。
[0163]
当航迹性能评价指标为第三等级时，表示该航迹性能较差，即u《127时，需要综合调整点航关联波门和滤波参数，保障航迹精度满足系统要求。
[0164]
为了更好实施本发明实施例中的一种航迹优化方法，在一种航迹优化方法基础之上，对应地，如图2所示，本发明实施例还提供了一种航迹优化装置，一种航迹优化装置200包括：
[0165]
数据获取单元201，用于获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；
[0166]
第一点迹数据获取单元202，用于对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；
[0167]
点点关联初始波门设置单元203，获取点点关联初始波门；
[0168]
点迹是否关联判断单元204，用于计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；
[0169]
点航关联波门设置单元205，用于在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；
[0170]
航迹数据获取单元206，用于在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；
[0171]
最优航迹数据获取单元207，用于对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。
[0172]
上述实施例提供的一种转发远程服务器接口的装置200可实现上述自一种转发远程服务器接口的方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述一种转发远程服务器接口的方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0173]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种航迹优化方法，其特征在于，包括：获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；获取点点关联初始波门；计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。2.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述点点关联初始波门包括距离初始波门、方位角初始波门和俯仰角初始波门，所述距离初始波门表达式为：r_thr0＝w0*tgtv_max*frame_updatetime所述方位角初始波门表达式为：az_thr0＝w1*(3*az_index+az_max(i))所述俯仰角初始波门表达式为：式中，r_thr0表示所述距离初始波门；tgtv_max表示目标最大探测速度；frame_updatetime表示帧间更新时间；az_th0表示所述方位角初始波门；az_max(i)表示每个距离段方位角变化量；az_index表示系统方位角测量精度；el_thr0表示所述俯仰角初始波门；w0、w1和w2表示加权值；el_beamwidth表示俯仰波束宽度；k为常数。3.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的初始点迹数据之间的空间相对位移量包括：相邻扫描周期的初始点迹数据之间距离的相对位移量、相邻扫描周期的初始点迹数据之间方位角的相对位移量和相邻扫描周期的初始点迹数据之间俯仰角的相对位移量。4.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功，包括：当所述空间相对位移量小于所述点点关联初始波门时，则确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功。5.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，当目标点迹长度大于预设值时，所述点航关联波门的权重的表达式为：
式中，w(p0)表示目标点迹当前使用加权值；w(p0+1)表示下个点航关联波门的加权值；r表示收敛系数；l表示目标点迹长度。6.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据，包括：基于α-β滤波算法根据所述目标点迹的当前点的点迹数据得到当前点的点迹数据的滤波值；根据所述当前点的点迹数据的滤波值得到当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值；根据当前点下一帧的距离预测值、方位角预测值和俯仰角预测值确定所述目标点迹的航迹数据。7.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据，包括：根据航迹运动特点权值、误相关率权值，航迹精度权值得到航迹性能评价指标；根据所述航迹性能评价指标将航迹分为若干等级；根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据。8.根据权利要求7所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述航迹运动特点权值等于所述目标速度变化值乘以所述目标方位角变化值乘以目标高度变化值；所述误相关率权值基于雷达航迹数据与二次雷达航迹数据匹配得到；所述航迹精度权值等于系统距离精度指标乘以系统方位精度指标乘以系统俯仰精度指标。9.根据权利要求1所述的一种航迹优化方法，其特征在于，所述根据所述若干等级得到目标点迹的最优航迹数据，包括：当航迹性能评价指标为第一等级时，获取第一权重收敛系数和第一点航关联波门，基于所述第一权重收敛系数和第一点航关联波门得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第一权重收敛系数是提高所述点航关联波门的权重收敛系数得到，所述第一点航关联波门是减小所述点航关联波门的值得到；当航迹性能评价指标为第二等级时，获取第二点航关联波门、第一滤波参数和第二滤波参数，基于所述第二点航关联波门、所述第一滤波参数和所述第二滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第二点航关联波门是增加所述点航关联波门的值，所述第一滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第二滤波参数是增大所述α-β滤波算法中的β参数的值得到；当航迹性能评价指标为第三等级时，获取第三点航关联波门、第三滤波参数和第四滤波参数，基于所述第三点航关联波门、所述第三滤波参数和所述第四滤波参数得到所述目标点迹的最优航迹数据，所述第三点航关联波门是调整所述点航关联波门的值得到，所述第三滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的α参数的值得到，所述第四滤波参数是调整所述α-β滤波算法中的-β参数的值得到。10.一种转发远程服务器接口的装置，其特征在于，包括：数据获取单元，用于获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据；
第一点迹数据获取单元，用于对所述初始点迹数据进行预处理得到第一点迹数据；点点关联初始波门设置单元，获取点点关联初始波门；点迹是否关联判断单元，用于计算所述雷达每个扫描周期中相邻扫描周期的所述第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据所述空间相对位移量和所述点点关联初始波门确定所述相邻扫描周期的点迹是否关联成功；点航关联波门设置单元，用于在确定所述相邻扫描周期的点迹关联成功的情况下，根据所述空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，获取点航关联波门，基于r阶收敛思想对所述点航关联波门的权重进行设置得到优化后的点航关联波门，基于所述点点关联的初始预测值设置所述优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；航迹数据获取单元，用于在确定目标点迹落入所述第一点航关联波门的情况下，基于α-β滤波算法对所述目标点迹进行滤波处理得到目标点迹的航迹数据；最优航迹数据获取单元，用于对所述目标点迹的航迹数据进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。

技术总结
本发明涉及一种航迹优化方法和装置，其方法包括：获取雷达每个扫描周期的初始点迹数据并进行预处理得到第一点迹数据；获取点点关联初始波门；计算相邻扫描周期的第一点迹数据之间的空间相对位移量，根据空间相对位移量和点点关联初始波门确定相邻扫描周期的点迹是否关联成功；在关联成功时，根据空间相对位移量得到点点关联的初始预测值，基于r阶收敛思想对点航关联波门的权重进行设置，基于点点关联的初始预测值设置优化后的点航关联波门得到第一点航关联波门；在目标点迹落入第一点航关联波门时，基于α-β滤波算法对目标点迹进行滤波处理得到航迹数据并进行航迹优化，得到目标点迹的最优航迹数据。本发明降低了目标航迹的系统资源占用量。的系统资源占用量。的系统资源占用量。


技术研发人员：张腾 王良军 岳锟 聂春梅 蔡乐
受保护的技术使用者：航天南湖电子信息技术股份有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/15