美国研发新型移动目标跟踪雷达系统

诺斯罗普·格鲁曼公司为美空军“多平台插入计划”(MP -RTIP)研发的传感器是一种新型跟踪地面移动目标和巡航导弹的机载雷达 (MP -RTIP雷达 )。MP -RTIP雷达是一部模块化、可扩展的X波段有源电扫描阵列雷达 ,它同时具备SAR和地面动目标指示 (GMTI)模式。该雷达是为更新J -STARS(联合监视目标攻击雷达系统 )现用机载雷达而研发的 ,其观察作战空间与J -STARS相同 ,但能以更快速率更新地面动目标位置数据。MP -RTIP雷达既能探测和分类地面目标 ,又可利用雷达的先进工作模式较长时间地进行测量。目前 ,J-STARS先收集GMTI…     

机载雷达的多个分辨率信号处理技术

合成孔径雷达（SAR）利用通过时间积累和自身的运动所获得的很高空间分辨率，可以降低某一给定分辨单元中的背景杂波功率，从而探测出非运动目标。而地面动目标显示（GMTI）雷达为了探测则采用低得多的分辨处理，利用的是实际孔径与动目标和杂波之间的空．时响应的相对差别。因此，SAR和GMTI代表了两种不同的时间处理分辨尺度，它们对探测固定（在SAR情况下）或者外围杂波中的（在GMTI情况下）目标来说是最佳的，并已经单独验证过，能够很好地工作。基于机载雷达数据处理的这种多个分辨率说明，就有可能研究出一种探测技术，该技术将着手优化信号处理分辨尺度（比如时间积累的长度）来与所关注目标的动态情况相匹配。本文研究怎样利用长相参处理时间间隔（CPI）的信号处理技术来改善GMTI雷达的探测性能。     

星载SAR的GMTI技术

根据地面动目标回波信号特性,研究了用于星载合成孔径雷达（SAR）的相位中心偏置天线（DPCA）、沿航迹干涉（ATI）、DPCA-Radon和DPCA-Frft-ATI等地面动目标检测（GMTI）算法。讨论了以实现GMTI为任务的分布SAR小卫星的构型和工作模式,分析了GMTI的最大可检测速度、最小可检测速度和盲速等系统指标,以及分布式SAR系统实现GMTI的难点。     

分布式小卫星SAR系统GMTI模式构形优化

对分布式小卫星SAR系统地面动目标检测GMTI模式的研究目前正处于广泛探索阶段。如何评价一个分布式卫星系统的GMTI能力，编队构形对GMTI到底有怎样的影响，怎样设计编队使系统GMTI能力最强等问题是文章讨论的内容。从盲速比例的角度出发，提出对系统的GMTI功能进行衡量的定量指标，分析编队构形方式对该指标的具体影响，寻找GMTI模式下可能的编队优化方法。     

现实的机载GMTI雷达信号处理

知识辅助传感器信号处理和专家推理（KASSPER）方案旨在通过考虑全部可利用的先验知识来改善机载地面动目标显示（GMTI）雷达的性能。一条很有用的信息是雷达回波信号为接近理想平面波的叠加。可以用采样GMTI雷达数据的平面波信号和杂波模型校准接收阵列、抑制杂波和检测动目标。每个距离门是单独处理的。采样协方差矩阵是不必要的。完成了综合的KASSPER Challenge Datacube处理以验证性能。     

AN／APY—6SAR／GMTI监视、跟踪、目标定位雷达的测试结果

AN／APY—6是由NorthropGrumman公司在美国海军研究办公室(0NR)的资助下研制而成的X波段雷达。研制目的是进行所有速度的目标探测、定位、跟踪、成像和处理。1999年7月，该雷达被安装在美国海军的NP—3飞机上，目前仍在此飞机上继续做测试和验证。。本文以从NP—3飞机参与的项目中获得的SAR、GMTI和跟踪图像的形式给出了AN／APY—6雷达的测试结果。这些结果包含从DARPA的负担得起的动目标与静止目标处理(AMSTE)GMTI精确定位项目和大量的美国海军舰队的战场训练(FBE)以及NAT0的C1eanHunter2000训练等项目中所获得的结果。     

分布式小卫星SAR系统GMTI模式构形优化

对分布式小卫星SAR系统地面动目标检测GMTI模式的研究目前正处于广泛探索阶段.如何评价一个分布式卫星系统的GMTI能力,编队构形对GMTI到底有怎样的影响,怎样设计编队使系统GMTI能力最强等问题是文章讨论的内容.从盲速比例的角度出发,提出对系统的GMTI功能进行衡量的定量指标,分析编队构形方式对该指标的具体影响,寻找GMTI模式下可能的编队优化方法.     

主星带辅星的分布式SAR二次干涉动目标检测方法

设计了一种以满足GMTI功能为主同时兼顾InSAR功能，由1颗主星和4颗辅星组成的双椭圆绕飞被动稳定编队构型，利用绕飞编队的对称星消除垂直轨迹基线从而获得虚拟的单纯沿航迹基线。提出了对称星二次干涉处理方法，将杂波对消与沿航迹干涉（ATU技术结合起来，在杂波对消后进行动目标检测，并指导在检测到动目标存在的区域进行二次干涉，降低了虚警率，提高了检测精度；同时利用长基线获得较小的最小可检测速度，二次干涉提供的参差基线解速度模糊提高了最大不模糊速度，从而增大了速度可检测范围。计算机仿真结果表明该方法即使在地面场景高程有较大起伏时也能有效进行动目标检测并进行精确测速和定位。     

通过聚集探测SAR图像中的动目标

本文介绍的是一种在合成孔径雷达（SAR）图像中探测动目标的方法。这种方法是将SAR复图像分成若干分区，分别对各个分区进行聚焦，然后测量聚焦区域中锐度的增长情况，这种方法能敏锐地检测到目标的方位速度，对目标径向加速度的检测尤为敏锐，还能对任意方向的运动进行检测，对于只能检测快速运动目标径向速度的传统多普勒传感动目标指示器而言，这种方法是一种有效的补充。     

联合实施超分辨率动目标特征提取及静态杂波抑制

对于许多涉及到杂波背景下的动目标探测和分类的军事与民事应用，高距离分辨率（HRR）动目标显示雷达正变得日益重要，对于地面高距离分辨率雷达，当目标慢动或沿近正侧向运动且相干处理间隔或驻留时间不太长时，距离徒动和距离特征失真的影响可忽略不计。基于这种假设，建议对存在静态杂波时由距离向间距很近的散射体组成的动目标的HRR特征提取采用稳健且计算简单的基于松驰的算法。数值仿真实例表明这种算法具有超分辨率和良好的估计性能。     

机载火炮定位雷达概念

提出了一种用于改进型全球鹰（Global Hawk)无人驾驶飞机(UAV)的机载火炮定位雷达（AFFR）。该AFFR能在炮击一秒钟内探测到炮弹，并在数秒钟内确定其弹道始点的位置（火炮位置），且圆概率误差（CEP）小于50米。AFFR还可用作合成孔径雷达（SAR）和地面动目标显示（GMTI）。     

动目标跟踪技术在制导雷达中的应用

为了降低各种地物杂波对雷达接收机工作性能的影响,提出了一种动目标跟踪方案.该方案采用单个模拟式多普勒滤波器,实现动目标提取与单脉冲跟踪兼容;动目标距离跟踪采用分裂波门技术.给出了动目标跟踪原理框图.外场试验表明,该方案是成功的.雷达各项性能达到了设计要求.     

先进的SAR GMTI技术

合成孔径雷迭（SAR）的设计能够产生地面静止目标的高质量图像。这类系统未按处理动目标设计，对运动目标的检测和成像的效果都不好。本文将提出改进的先进技术，可以进行SAR系统对动目标的探测和再聚焦。     

基于磁通感应的动目标探测原理及分析

文章研究利用磁通感应技术对运动目标进行探测的方法。通过分析运动目标的磁特性,建立等效磁性模型。根据模型设计了探测感应线圈的结构,并从理论上推导出线圈内磁通量和感生电动势的求解公式。利用数值仿真获得了探测信号与运动目标特征及线圈参数的关系。计算结果表明,探测信号对运动目标参数及探测感应线圈的结构变化响应明显,初步验证了该探测技术的可行性。     

机下地面背景中低速动目标提取器

综合了提取机下地面背景中低速支目标的最优和最优算法，分析了探测特性，指出采用方位扫描单波束天线的处理系统，由于时间加权，可以将探测到目标的最小径向速度降低至几米／秒。     

多目标探测与捕获：一种统一的方法

假设采用多目标跟踪器跟踪处于强杂波环境中的暗弱目标，在《杂波中暗弱目标的捕获》一文中，Oilver Drummond指出，对于这样的跟踪器，目标捕获（即，确定在含有持续的象素中是否存在目标）是两个截然不同的问题。具体地说，目标捕获要求有两个接收机工作特性（ROC）曲线，而目标只要求有一个。在以往有关这一主题的会议和其它会议上发表的论文以及《数据融合的数学方法》一书中，我们已经介绍了“有限集统计法”（FISST），它直接将常规的单传感器、单目标统计推广到多目标领域。在本文我们说明了怎样通过FISST使探测和捕获统一在一个相似的决策理论框架下。其基本构想是采用一个统一的具有杂波模型的Bayesian单目标跟踪器，而不是一个多目标跟踪器。与常规的探测问题相类似（即，在“只有噪声”和“目标＋噪声”的假设之间作出判断），捕获问题化为常规的判决问题（即，在“只有杂波”和“目标＋杂波”的假设之间作出判断）。此外， 我们还说明了对于这一类广义探测问题应怎样来确定“捕获ROC曲线”。     

多普勒辅助测量IMM-PF机动目标跟踪

针对机动目标跟踪问题,提出了一种辅助多普勒测量的交互多模型粒子滤波算法.该算法利用粒子滤波解决系统观测与目标状态之间的非线性问题,并辅助多普勒测量信息在线估计目标角速率,作为目标转弯模型的参数.采用两个可内部切换的运动模型(常速度/逆时针转弯模型、常速度/顺时针转弯模型)作为交互模型,有效地描述了目标机动并减少了模型个数,进一步提高了算法的效率.对一个以不同角速率多次转弯的机动目标进行跟踪仿真,结果验证了算法的可行性和优越性.     

GEO混合推力机动目标跟踪IMM算法

针对交互多模型(IMM)算法求解地球静止轨道(GEO)卫星混合推力机动目标跟踪问题时模型匹配难、模型转移概率近似平均和响应速度慢的问题，从交互模型集构建和模型转移概率自适应设计两个方面出发提出一种改进IMM算法。该方法通过考虑无机动、脉冲机动和有限推力机动三种模式，构建了覆盖目标机动状态的交互模型集，提高了模型与机动目标实际运行状态的匹配度；采用一种基于加速度估计自适应修正的模型交互概率修正方法，提升了算法对目标机动状态的响应速度和跟踪精度。仿真结果表明，所提算法是解决混合推力模式下的GEO机动目标跟踪问题的有效手段，在收敛速度和收敛精度等方面与传统方法相比有较大提高。     

基于运动学约束模型辅助的地面动基座对准研究

为了提高飞机快速反应能力,优化初始对准性能,在传统GPS辅助捷联惯导系统进行动基座初始对准架构下,研究一种基于运动学约束模型辅助的地面动基座对准方法。利用GPS测得的速度与捷联惯导系统解算的速度之差作为一组量测信息;建立飞机运动学约束模型,根据地面运动特点,将捷联惯导系统解算的速度沿机体侧向和垂向的投影作为另一组量测信息;选取惯导系统的误差方程作为对准系统的状态方程,采用卡尔曼滤波设计对准算法。仿真结果表明,该方法在不增加传感器的前提下,可以较好地提高对准的快速性、精度及可靠性,对工程应用具有重要的参考价值。     

基于偏差自适应学习的多传感器信息融合机动目标跟踪

为了保证精确打击机动目标,导弹可以采用主/被动雷达切换探测目标。考虑到作战的隐蔽性和生存性,提出基于多传感器信息融合的被动优先跟踪方法:跟踪开始时,令主/被动雷达同时对目标进行探测和跟踪,将二者的信息进行融合,同时自适应地学习融合结果与二者信息的偏差,经过一段时间学习,融合偏差稳定,此时令主动雷达停止工作,由被动雷达单独工作,而目标的运动信息则由被动雷达的信息和学习得到的融合偏差合成。如果目标机动较大,则定期令主动雷达工作以进一步修正融合偏差。该方法既保证了跟踪的精度,同时又减少了主动雷达的工作时间,从而提高了作战的隐蔽性和生存性。将该方法应用于导弹的目标跟踪,仿真结果表明该方法有效。