组网火控雷达协同目标探测跟踪方法

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1、组网火控雷达协同目标探测跟踪方法郭鑫李志强（军械工程学院石家庄050003）摘要：本文主要研究组网火控雷达在特定间歇轮换反侦察作战模式下目标探测跟踪的协同实现方法，介绍了组网火控雷达的模式设计和工作流程，研究组网雷达间的间歇轮换交接方法，并进行了仿真验证，为火控雷达网科学有效地完成协同目标探测跟踪提供保证。关键词：火控雷达、目标探测、间歇轮换式、跟踪盲期引言在现代化战争中，雷达的目标环境和生存环境发生了巨大的变化。各种目标的机动性能不断提高、环境日益复杂、敌方的干扰手段不断提高，单部雷达由于体制和功能的限制，在电磁干扰

2、下目标识别能力会下降，甚至丧失功能。为了提高雷达的战场生存能力，改善雷达的检测、定位和跟踪精度，增强雷达的目标识别能力，各国纷纷采用组网雷达系统。目标探测跟踪作为组网火控雷达最基本的任务使命，其性能的优劣直接影响着整个组网系统的效能。组网火控雷达协同目标探测跟踪模式设计组网系统由多个火控雷达站和一个融合控制中心站组成，各雷达站依据融合控制中心给出的指令来控制协同工作，并通过融合控制中心处理各雷达传输的数据来获取目标信息以及分发处理后的目标信息，保证各雷达间的统一管控、紧密配合、灵活协同与高速通信，最终实现组网火控雷达对

3、目标的连续、快速、自动探测跟踪与测量0。组网火控雷达间歇轮换目标探测跟踪工作流程组网火控雷达有多种的工作方式，间歇轮换式是其中之一，是电子对抗中简单且有效地作战方案。假定一个火控雷达组网由三部火控雷达和一个控制中心组成，其探测跟踪流程如下图所示。融合控制中心作为组网的中控，发送和接收控制信号来控制三部火控雷达进行依次选通工作，在任意的一个时间上只有一部火控雷达处于工作状态，其它两部火控雷达处于间歇状态，处于工作状态的火控雷达辐射信号进行目标的探测跟踪，实时测量得到数据并将其传输给控制中心；处于间歇状态的雷达进行目标的静

4、默跟踪并等待控制中心的信号，一旦接到指令，迅速辐射信号并保持目标的跟踪状态。组网系统间歇轮换式的工作方法从本质上来说就是依靠融合控制中心来控制每一部火控雷达的选通时机来调配各个火控雷达的工作时间，对目标进行探测跟踪。通过对组网内的各个雷达的轮换周期进行控制，对比单部火控雷达，可以有效地增加火控雷达的间歇时间，从而使敌方在反侦察过程中难以截获信号来对我方雷达进行有效定位，保证了雷达组网的安全。并且相对于单部雷达，组网雷达是一直处于辐射信号状态来进行目标的跟踪和实时测量数据，得到的数据在经过融合控制中心处理后能够更完整、更

5、全面，从而保证了雷达的探测跟踪能力。6三部组网火控雷达间歇轮换式探测跟踪过程组网火控雷达目标交接方法对于组网系统来说，网内的火控雷达工作模式是一个多元联动、协同作战的智能化控制模式，火控雷达能够完成对目标稳定、连续的探测跟踪，前提条件就是必须解决火控雷达间的目标交接问题，同时这也是组网作战需求的一个重要组成部分。由组网火控雷达的作战模式可知，在组网火控雷达工作过程中，对于某一时刻，仅一部雷达辐射信号进行目标的探测与跟踪，其余雷达保持静默跟踪状态。在组网火控雷达完成协同探测跟踪目标的任务时，对于某一时刻，处于辐射跟踪状态

6、的雷达转为静默状态时，必须要有一部静默状态的雷达迅速的辐射信号来保持对目标的跟踪状态，完成目标的交接。以保证整个组网对目标探测跟踪的稳定性和连续性。本文从雷达工作特点与作战模式出发，在跟踪滤波、确定目标交接时机的基础上，立足跟踪盲期，对目标交接跟踪的控制实现过程进行了完整性的研究分析。跟踪滤波与跟踪精度火控雷达的跟踪目标大多是处于三维空间中的运动目标，跟踪过程中由于系统噪声、测量误差等影响，测量数据与目标之间的关系是呈非线性的，本文采用扩展卡尔曼滤波算法来对测量数据进行跟踪滤波和预测处理，进而将滤波数据传输给处于间歇状

7、态火控雷达作为引导信息。以下是扩展卡尔曼滤波算法的关键步骤。假设目标方程：(4-5)式中，为时刻的状态向量；为时刻k的量测值；为状态转移矩阵；为过程噪声。量测方程为：(4-6)式中，为量测矩阵；为量测噪声。设k时刻工作状态火控雷达的的估计值，则状态预测值为：(4-7)6测量预测值为：(4-8)新息为：(4-9)状态协方差预测值为：(4-10)新息协方差预测值为：(4-11)式中，，分别为、的协方差矩阵，为在时刻雅克比矩阵。在作战过程中，为了保证火力武器对目标的精确打击，火控雷达是在一定跟踪任务需求下来完成对目标稳定探测

8、跟踪的。为有效评估协同探测跟踪能力，此处以跟踪精度作为定量评价指标0。火控雷达跟踪精度通常用来解算，设时刻火控雷达对目标测量值的矩阵为，该时刻系统的跟踪精度可表示为：(4-12)(4-13)其中，、和分别表示时刻、和方向上的状态误差方差。交接时机的确定交接时机的确定是组网内火控雷达完成目标交接的前提条件。对于间歇轮换作战模式来说，