一种高精度机载GMTI雷达数据滤波方法

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1、第5期雷达科学与技术VoI．9No．52011年10月RadarScienceandTechnoIogYOctober2011一种高精度机载GMTI雷达数据滤波方法刘军伟，钮俊清，任清安，王志红(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)摘要：针对机载GMTI雷达地面机动慢速多目标跟踪难题，提出了一种新颖的高精度机载GMTI雷达数据滤波跟踪方法。针对机载GMTI相控阵雷达的特点，引入一种新的机载GMTI雷达量测模型，采用Doppler伪量测形式减弱Doppler量测与目标状态之间的强非线性关系

2、，并进行了量测误差转换；通过论述发现，采用运算速度较快的UKF滤波器进行非线性滤波估计，可以有效地降低由机体坐标系到地面站惯性坐标系的复杂变换引起的估计误差放大。实验证明，该方法可以有效地提高地面机动多目标的跟踪精度，满足实际雷达跟踪系统要求。关键词：地面慢动目标指示；机载GMTI量测模型；不敏卡尔曼滤波器；多目标跟踪系统中图分类号：TN957文献标识码：A文章编号：1672—2337(2011)050437—04AnEffectFilteringAlgorithmforAirborneGMTIRadarII

3、UJun—wei．NIUJun—qing，RENQing—an．WANGZhihong(No．38ResearchInstituteofCETC，Hefei230088，China)Abstract：TrackinggroundtargetswithGMTIsensorshasbeenconsideredachallengingproblem．ThispaperintroducesanewmethodologyforairborneGMTIradartrackingproblem．Anovelairborne

4、GMTIra—darobservationmodelisproposedbyanalyzingtheairborneradarobservations．Toreducethenonlinearrela—tionbetweentheDopplerobservationandtargetstate，Dopplerobservationisdefinedbyapredigesteddistri—butionfunction．AccordingtothedemandsofGMTItrackingsystem，UKFi

5、susedfornonlinearestimationwithlowcomputingburden，whichcanreduceestimatingerrorclearly，duetothetransformationfromair—bornecoordinatetogroundinertiacoordinate．Theexperimentalresultsshowthattheproposedmethodhashightrackingprecision．Keywords：groundmovingtarget

6、indication；airborneGMTIobservationmodel；unscentedKalmanfil—ter；multi—targettrackingsystem术的应用领域，但与传统的目标跟踪方法有所区别的是，由于多普勒滤波器频宽的限制，地面目标1引言可检测速度范围比较小，雷达连续扫描两帧时间GMTI雷达】能够对地面的动目标进行检测，间隔之间，目标移动位移小于雷达探测误差(不在在海湾战争和科索沃战争中GMTI雷达系统，为同一数量级)，并且，由于机载GMTI雷达和地面美国取得了重要情报，为战争

7、胜利发挥了关键性动目标都在运动，且地面动目标所处的环境复杂，作用，GMTI雷达经过实战检验取得了巨大成地杂波严重，目标数量多密度大，目标机动速度慢功¨2]，之后受到各国的广泛关注。GMTI雷达对于持续时间短但又相对机动灵活，这些因素都给机地面动目标指示这一独特性能，使得其在军事特载GMTI雷达系统的核心技术——地面动目标跟别是战场监视、态势估计以及威胁估计上具有重踪，带来了一定的困难。要意义，而随之而来的非线性滤波是GMTI机动目前对于GMTI非线性滤波问题，国外通常多目标跟踪的一个关键问题。采用的解决方法有

8、粒子滤波算法l3]，这类方法在GMTI雷达的出现大大拓宽了多目标跟踪技解决非线性估计问题方面具有一定优势，但需要收稿日期：2011-03—24；修回日期：2011-05—24438雷达科学与技术第9卷第5期大量滤波粒子，算法复杂度高，很难达到实际应用r2D24-；．；4-j。水平；而EKF、交互多模型方法'在GMTI跟踪此时得到GMTI雷达量测在机体直角坐标系时，由于机载雷达复杂的坐标转换以及量测方