多目标场景下的雷达数据处理技术研究与实现

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现代社会中雷达技术已经成为目标有源探测的常用手段,广泛应用于安防、侦察等领域。随着目标探测场景日益复杂,多目标精细化跟踪需求不断提升,对雷达数据处理性能提出了更高的要求。本文以线性调频连续波(LFMCW)雷达多目标点迹数据为对象,研究点迹凝聚、航迹起始、关联跟踪、航迹管理等多项数据处理算法和工程化应用方法,设计并实现雷达多目标数据处理系统软件,具体研究工作如下:1.设计了一种点迹凝聚处理方案,通过距离、多普勒速度、信号幅值和方位角等多维信息分辨点迹,经验证可实时、准确地凝聚目标分裂点和聚集型虚警点。2.研究了目标航迹起始传统算法及其工程应用方法,并利用距离和多普勒速度参量的方向和大小关系,设计了一种基于运动参数关联的逻辑法起始方法,经仿真验证可有效提升航迹起始的准确性。3.重点研究了多目标航迹跟踪技术:对经典数据关联和跟踪滤波理论进行了研究,通过仿真实验分析了不同算法的性能表现和应用特点;针对最近邻数据关联(NNDA)的应用局限性,提出了一种结合多普勒速度的NNDA多目标数据关联方法,增加更严格的点迹筛选和关联机制,经仿真验证该方法可实现对多目标的实时准确跟踪;设计了多目标航迹状态分类管理方案,并针对目标观测点间断丢失的情况,研究了使用卡尔曼滤波多步预测进行临时性航迹维持的方法。4.基于上述工作完成了对LFMCW雷达多目标数据处理系统软件的设计与实现。重点对系统的数据通信、数据组合与解析、点迹处理、航迹处理、人机交互等五个功能模块进行了详细设计,并从提升系统可靠性、增强实时处理能力的角度对数据结构和代码逻辑进行了优化设计。
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