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雷达数据处理【雷达数据处理】雷达数据处理 ， 简称RDP ， 是信号处理的后处理过程 ， 雷达数据处理过程的输入为雷达信号处理形成的目标点迹 。点迹信息包含了目标的距离、方位和俯仰值 。雷达数据处理通过对多圈扫描获得的量测集进行关联获得目标航迹 。在成功起始目标航迹后 ， 通过滤波算法 ， 数据处理能够修正雷达对目标位置、速度的测量误差 ， 精确地估计出目标真实信息 。通过对目标的持续观测 ， 系统能够提供目标的位置、速度、加速度、落点等信息 。
基本介绍中文名：雷达数据处理
外文名：Radar Data Processing
简称：RDP
领域：计算机
提出时间：1795年
释义：雷达信号处理的后处理过程
简介雷达数据处理与雷达信号处理都属于现代雷达系统中的重要组成部分 。信号处理是用来检测目标的 ， 利用一定的方法获取目标的各种有用信息 ， 如距离、速度和目标的形状等 。而数据处理则可以进一步对目标的点迹和航迹进行处理 ， 预测目标未来时刻的位置 ， 形成可靠的目标航迹 ， 从而实现对目标的实时跟蹤 。雷达信号处理后的数据一般是受污染的数据 ， 而且每一批处理的数据之间的关係是不确定的 。雷达数据处理是雷达信号处理的后续处理 ， 常被看成是继雷达信号处理后的对雷达信息的二次处理 。雷达信号处理是在同一扫描周期中的若干相邻的雷达观测中进行的 ， 而雷达数据处理则是在若干次雷达扫描周期上进行的 。雷达数据处理包括点迹凝聚 ， 航迹起始 ， 目标跟蹤 ， 多目标关联等几个主要环节 。它研究的两个基本问题是不同环境下的点迹与点迹、点迹与航迹的关联问题 。前者涉及航迹起始 ， 注重点迹相关範围的控制和相关算法的选取；后者则涉及目标跟蹤 ， 注重目标运动模型和滤波算法的套用 。雷达数据处理的基本任务(1)点迹与航迹之间的关联处理；(2)目标的跟蹤滤波、航迹维持以及预测；(3)虚假航迹的删除；(4)航迹和点迹的显示 。雷达数据处理系统的套用雷达数据处理的目的是利用雷达提供的目标的信息估计目标的航迹并给出目标在下一时刻的位置 。在实际工程中 ， 估计目标的航迹并不是最终目的 ， 而是需要根据估计的信息做出判决 ， 执行相应的动作 。雷达数据处理系统的套用非常广泛 ， 用户一般分为军用和民用两类 。军用方面 ， 主要的套用是防空、拦截制导等;而民用方面主要是海上导航和空中交通管制等 。在不同的套用系统中 ， 雷达数据处理系统完成的功能是不相同的 。比如 ， 在空中交通管制系统中 ， 对目标航迹的预测是为了检测各对飞机在航路上的间距是否符合安全标準 ， 以维护空中交通的正常 。而在防空系统中 ， 对目标航迹的预测则是用于帮助完成计算预测位置(用于射击或发射飞弹)、武器制导等 。雷达数据处理的发展历史1795年高斯提出了最早的雷达数据处理方法——最小二乘法 。最小二乘算法是在得不到準确的观测数据统计特性和系统动态误差的情况下的一种数据处理方法 ， 由于它在计算上非常简单而得到非常广泛的套用 。1940年美国人N.Wiener提出了一种在频域中设计统计滤波器的方法—Wiener滤波器 。wiener滤波器一经提出并取得了巨大的成功 ， 但是它也存在运算複杂 ， 对存储空间要求大等缺点 。1960年美国人R.E.Kalman提出了离散系统Kalman滤波 ， 并于第二年与S.S.Bucy合作 ， 将Kalman滤波理论推广到连续时间系统中去 ， 从而形成了Kalman滤波估计的整套理论[8] 。由于Kalman滤波方法具有很多其它滤波方法所没有的优点 ， 而在实际工程中得到了广泛套用 。因此 ， 高斯、维纳、Kalman奠定了雷达数据处理的理论基础 。20世纪70年代辛格等人提出了一系列的机动目标的跟蹤方法 ， 到20世纪70年代中期 ， 柴田实和皮尔森等人将Kalman滤波技术套用到机载雷达跟蹤系统中 ， 并取得成功 。至此 ， 对单目标跟蹤的技术已经逐渐得到了完善 。1955年Wax在一篇文章中提出了多目标跟蹤的基本概念 。1971年singer提出了解决数据互联的最简单的方法——最近邻法 ， 但是这种方法有在强杂波环境下正确关联率不高的缺点 。1975年Y.Bar-Shalom提出了机率数据互联算法 ， 此种方法特别适合在杂波环境下对单目标跟蹤的情况 。随后 ， 联合机率数据互联算法被提出 ， 这为杂波环境下的多目标跟蹤问题提供了解决方法 。从1970年开始 ， 对机动目标跟蹤的各种算法被提出 。1986年很多学者开始了对群目标跟蹤等问题的研究 ， 其后 ， 便展开了雷达数据处理技术在各个领域套用的深入研究 。进入20世纪90年代 ， 雷达数据处理技术的研究已经开始集中在多目标多感测器跟蹤系统 ， 而且出现了大量的学术文章 。雷达数据处理过程雷达数据处理过程主要包括数据预处理、航迹起始、数据关联、跟蹤滤波、航迹消亡以及质量评估等 ， 图1给出了雷达数据处理的示意框图 。虽然针对不同的雷达系统雷达数据处理在实现手段上是有所差别的 ， 但是雷达数据处理的总体流程还是一致的 。