【技術實現步驟摘要】
本申請涉及空間態勢感知，特別是涉及一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法及系統。
技術介紹
1、空間目標的數量隨著人類航天活動的增加呈爆炸式增長，針對各類航天器的跟蹤監視技術已經成為了空間態勢感知任務的重要技術支持手段。增強空間態勢感知能力是空間資源開發、空間安全及空間控制的關鍵。
2、空間目標監視系統的主要任務是對重要空間目標遂行精確跟蹤與編目，天基雷達作為空間目標監視體系的重要組成部分，能夠與地基雷達以及天基光學傳感器協同工作，進一步增強太空監視系統的態勢感知能力。經過多年發展，各國的天基雷達可展開天線技術與t/r組件技術有了進一步突破，這能夠有效解決天基雷達功率發射的問題，讓天基監視組網雷達的制造裝備與運行工作成為可能。
3、區別于天基光學傳感器與地基雷達，天基組網雷達具有其獨特的探測優勢。天基雷達不需要考慮各國地理限制，能夠實現太空空間的全天域布站。同時，不同于天基光學傳感器，天基雷達的探測能力不受太陽光照的影響，在地影區也能夠實現對空間目標的有效探測。這些特性能夠保證天基雷達對空間目標具有更高的觀測頻次，這能夠大大提升監視系統對空間目標的編目信息更新能力。
4、然而，天基雷達還面臨著，諸如：天基雷達在遂行空間目標監視任務的過程中，其需要監視的視場很大，這樣利用天基雷達對空間目標進行大范圍搜索，對雷達的功率孔徑積提出了很高的要求；單部天基雷達不足以形成規模化的低軌空間目標探測能力，需要通過構建walker星座實現低軌空間的全面覆蓋。此時，空間目標會出現在多部天基雷達的監視空域，如何
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠對空間目標進行大范圍搜索，且對低軌空間進行全面覆蓋的天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法及系統。
2、一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法，所述方法包括：
3、獲取天基組網雷達布置于低軌空間各軌道平面上的多個雷達節點分別觀測同一個目標得到的目標回波數據；
4、對各所述目標回波數據進行預處理后得到雷達量測數據，其中，各所述目標量測數據為以目標為原點的笛卡爾坐標系下的三維量測數據；
5、分別對各所述三維量測數據進行無跡卡爾曼濾波后得到對應的多個濾波數據；
6、根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，得到目標的融合狀態估計，以實現目標跟蹤。
7、在其中一實施例中，所述對各所述目標回波數據進行預處理包括：脈沖壓縮以及動目標檢測。
8、在其中一實施例中，所述三維量測數據表示為：
9、
10、
11、其中，θq,k(xk)＝arctan2((yk-yq,k)/(xk-xq,k))
12、
13、在上式中，rq,k,θq,k,分別表示第q個雷達節點在k時刻下的量測矩陣中的目標距離、方位角度信息與俯仰角度信息，xk表示在k時刻下目標的運動狀態，(xq,k，yq,k，zq,k)表示在k時刻下，第q個雷達節點在笛卡爾坐標系下的位置坐標，(xk,yk,zk)表示在k時刻下目標在笛卡爾坐標系下的位置坐標。
14、在其中一實施例中，所述目標的運動狀態表示為：
15、xk＝fxk-1+uk-1
16、在上式中，xk表示目標的運動狀態向量，其具體形式為：其中，(xk,yk,zk)、分別表示在笛卡爾坐標系下第k時刻的位置、速度與加速度，f表示狀態轉移矩陣，uk-1表示零均值的高斯白噪聲。
17、在其中一實施例中，根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，融合后的目標狀態估計值與對應的協方差表示：
18、
19、在上式中，表示k時刻，目標的所有跟蹤雷達節點的集合，表示空間目標的融合估計狀態,表示跟蹤的融合協方差，ωq,k表示不同雷達節點在融合過程中的權重。
20、在其中一實施例中，不同雷達節點在融合過程中的權重，采用以下公式得到：
21、
22、本申請還提供了一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤系統，所述系統包括：多個布置于低軌空間各軌道平面上的天基雷達，以及信息融合單元；
23、各所述天基雷達，用于觀測同一個目標得到的目標回波數據，對所述目標回波數據進行預處理后得到雷達量測數據，其中，所述目標量測數據為以目標為原點的笛卡爾坐標系下的三維量測數據，對所述三維量測數據進行無跡卡爾曼濾波后得到對應的濾波數據，并將所述濾波數據發送至所述信息融合單元；
24、所述信息融合單元，用于根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，得到目標的融合狀態估計，以實現目標跟蹤。
25、在其中一實施例中，各所述天基雷達以walker星座幾何配置進行組網。
26、在其中一實施例中，各所述天基雷達的雷達功率孔徑積均根據雙行軌道根數tel信息得到。
27、上述天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法及系統，通過對由天基組網雷達布置于低軌空間各軌道平面上的多個雷達節點分別觀測同一個目標得到的目標回波數據，進行預處理后得到雷達量測數據，其中，各目標量測數據為以目標為原點的笛卡爾坐標系下的三維量測數據，再分別對各三維量測數據進行無跡卡爾曼濾波后得到對應的多個濾波數據，根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，得到目標的融合狀態估計，以實現目標跟蹤。采用本方法可實現對空間目標的精準跟蹤。
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1.一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述對各所述目標回波數據進行預處理包括：脈沖壓縮以及動目標檢測。
3.根據權利要求1所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述三維量測數據表示為：
4.根據權利要求3所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述目標的運動狀態表示為：
5.根據權利要求3所述的目標跟蹤方法，其特征在于，根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，融合后的目標狀態估計值與對應的協方差表示：
6.根據權利要求5所述的目標跟蹤方法，其特征在于，不同雷達節點在融合過程中的權重，采用以下公式得到：
7.一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤系統，其特征在于，所述系統包括：多個布置于低軌空間各軌道平面上的天基雷達，以及信息融合單元；
8.根據權利要求7所述的目標跟蹤系統，其特征在于，各所述天基雷達以Walker星座幾何配置進行組網。
9.根據權利要求7或8所述的目標跟蹤系統，其特征在于，各所述天基
...【技術特征摘要】
1.一種天基組網雷達多重覆蓋融合的目標跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述對各所述目標回波數據進行預處理包括：脈沖壓縮以及動目標檢測。
3.根據權利要求1所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述三維量測數據表示為：
4.根據權利要求3所述的目標跟蹤方法，其特征在于，所述目標的運動狀態表示為：
5.根據權利要求3所述的目標跟蹤方法，其特征在于，根據協方差交叉融合算法對所有所述濾波數據進行序貫融合，融合后的目標狀態估計值與對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣李兵，王壯，楊慶偉，鄭舒予，任笑圓，趙英健，謝文茜，姜勝騰，王粲雨，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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