第 28 卷 第 4 期
Vol. 28 No. 4
控 制 与 决 策
Control and Decision
2013 年 4 月
Apr. 2013
近空间双基雷达网航迹起始算法
文章编号: 1001-0920 (2013) 04-0552-05
王燊燊
1, 2
, 冯金富
2
, 车万方
1
, 王方年
3
, 李明忠
1
(1. 复杂航空系统仿真重点实验室,北京 100076;2. 空军工程大学
工程学院,西安 710038;3. 桂林空军学院,广西 桂林 541003)
摘 要: 针对隐身目标的低可探测性和雷达采样间隔的随机性, 提出一种基于概率网格 Hough 变换和速度特征模糊
聚类的近空间双基雷达网航迹起始算法. 首先, 利用概率网格 Hough 变换方法提取目标初步航迹; 然后, 结合目标的
时间特性, 利用点迹速度模糊聚类的方法进一步提取目标真实航迹. 实验结果表明, 所提出算法具有较强的鲁棒性和
较高的精度, 适用于杂波环境下随机采样的多雷达系统航迹起始.
关键词: 双基雷达网;Hough 变换;模糊聚类;航迹起始
中图分类号: TN97 文献标志码: A
Track initiation for near space bistatic radar network
WANG Shen-shen
1,2
, FENG Jin-fu
2
, CHE Wan-fang
1
, WANG Fang-nian
3
, LI Ming-zhong
1
(1. Key Lab of Complex Aviation System Simulation,Beijing 100076,China;2. Engineering College,Air Force
Engineering University,Xi’an 710038,China;3. Guilin Air Force Academy,Guilin 541003,China.Correspondent:
WANG Shen-shen,E-mail:wangshenshen0616@163.com)
Abstract: Stealth target is hard to detect and the radar sampling interval of stealth target is stochastic. Therefore, a track
initiation algorithm for near space bistatic radar network based on probabilistic grid Hough transform and velocity fuzzy
clustering is proposed. Firstly, the primary tracks are obtained by using the probabilistic grid Hough transform method. Then,
velocity fuzzy clustering algorithm is used to obtain the real tracks. Simulation results show that the proposed algorithm is
robust, precise and suitable for the track initiation of the randomly sampling multi-radar system.
Key words: bistatic radar network;Hough transform;fuzzy clustering;track initiation
0 引引引 言言言
隐身飞机综合采用了整体设计、吸收材料和涂
覆等技术措施, 使其雷达散射面积大幅度下降, 对防
空系统构成了巨大的威胁. 在未来高技术战争中, 隐
身飞机必将大量用于战场, 如何有效地抗击隐身飞机
已成为现代防空系统作战中最为紧迫的课题之一.
近空间双基雷达网是指建立在近空间平台上
的收发分置的雷达探测网络, 由于其具有较高的“四
抗”性能和较强的生存能力而受到广泛关注
[1]
. 建立
近空间双基雷达探测网, 可充分地利用隐身飞机的前
向、侧向、上下反射的隐身缺陷 (其雷达散射截面随
视角的变化可达 20∼30 dB
[2]
), 通过不同频段的雷达
从不同方位照射隐身飞机, 截获的信号由数据处理中
心进行数据融合处理, 即使某部雷达受到干扰或不能
覆盖某一区域时, 其他雷达也可提供相关信息, 从而
在公共覆盖域内获得比单部雷达更多的目标数据, 大
大提高对隐身飞机的捕获概率.
尽管近空间双基雷达网具有较好的反隐身特性,
但其面临的挑战也是严峻的. 原因主要在于: 1) 隐身
目标使探测系统获得的信噪比 (SNR) 变得很小, 很小
的 SNR 会降低航迹起始过程的可信度; 2) 隐身目标
的低可探测性使雷达网可获得的目标信号非常稀少,
即雷达网获得的数据率较低; 3) 为了检测隐身目标,
雷达需要降低检测门限, 而降低的门限会导致较高的
虚警, 产生大量的杂波; 4) 不同的雷达可能具有不同
的测量精度和扫描周期, 获得的量测信息为异步采样
且精度不一; 5) 各雷达获得的目标数据流的采样间隔
是随机且难以预测的.
多目标跟踪是雷达网需要解决的关键问题, 近年
来引起了人们的广泛关注
[3-5]
. 而航迹起始是多目标
收稿日期: 2011-10-17;修回日期: 2012-01-09.
基金项目: 国家自然科学基金项目(60772162).
作者简介: 王燊燊(1984−), 男, 博士生, 从事雷达组网、目标定位跟踪等研究;冯金富(1964−), 男, 教授, 博士生导师,
从事机载武器系统、信息融合等研究.