多雷达检测代

此示例示出了如何从一个多雷达网络雷达检测。该网络包括三个远程平台:2空中和一个基于地面的。这种合成的数据可以被用来测试跟踪架构针对不同的目标类型和操纵的性能。

雷达平台和目标进行建模场景为平台。对场景中平台的运动进行仿真管理trackingScenario

%创建跟踪方案来管理平台的运动。场景= trackingScenario;%创建跟踪方案现场。UpdateRate = 0;使用连续更新速率来处理不同更新速率的传感器sceneDuration = 60;场景持续时间(秒)现场。StopTime = sceneDuration;

机载平台与旋转雷达阵列

在650公里/小时添加机载平台的情况下向北行驶,在10公里的巡航高度。使用生成航点的平台轨迹waypointTrajectory

HT = 10E3;在米高空%SPD = 650 * 1E3 / 3600;以m / s%速度开始= [-spd * sceneDuration / 2 5E3 -ht];停止= [SPD * sceneDuration / 2 5E3 -ht];TRAJ = waypointTrajectory(“路标”[启动;停止],'到达时间',(0;sceneDuration]);%创建它的轨迹的空中平台。plat1 =平台(场景,'弹道',TRAJ);

在平台上添加一个平面阵列雷达。将雷达安装在平台上方5米的天线罩中。将雷达建模为机械旋转相控阵。该雷达以电子方式将波束沿阵列的瞄准线垂直堆叠起来。模型雷达的规格如下表所示:

  • 灵敏度:0 dBsm @ 375 km

  • 只有方位角:机械扫描

  • 机械扫描范围:0〜360度

  • 只有海拔:电子扫描

  • 电子扫描限制:-2至45度

  • 视场:1度方位角,47度仰角

  • 三围:方位角,仰角,范围

  • 方位角分辨率:1℃下

  • 仰角分辨率:5度

  • 范围分辨率:30米

使用模型中的机械旋转雷达monostaticRadarSensor

sensorIndex = 1;每个检测的标识%始发传感器雷达= monostaticRadarSensor(sensorIndex,“肩”...'MountingLocation', [0 0 -5],...%M“UpdateRate”,12.5,...%赫兹“ReferenceRCS”,0,...%dBsm为单位'参考范围',375e3,...%M“ScanMode”“机电”...'MechanicalScanLimits',[0 360; 0 0],...%度'ElectronicScanLimits',[0 0 -2 45],...%度“FieldOfView”[1; 47.1],...%度“HasElevation”,真实,...'AzimuthResolution',1...%度'ElevationResolution'5,...%度“RangeResolution”30岁的...%M'HasINS',真正的);%装上雷达的空中平台。plat1。传感器=雷达;

机载平台,有两个雷达阵列

增加第二个机载平台,以550公里/小时的速度向南飞行,巡航高度为8公里。

HT = 8E3;在米高空%SPD = 550 * 1E3 / 3600;以m / s%速度开始= [SPD * sceneDuration / 2 5E3 -ht];停止= [-spd * sceneDuration / 2 5E3 -ht];TRAJ = waypointTrajectory(“路标”[启动;停止],'到达时间',(0;sceneDuration]);plat2 =平台(场景,'弹道',TRAJ);

多个传感器可以安装在一个平台上。在平台上方5米处增加一个由两个线性相控阵组成的雷达。安装阵列,使一个阵列查看机身右侧,另一个阵列查看机身左侧。两个阵列提供覆盖超过150度方位角扇区在平台的任何一边。高程不是用线性阵列来测量的。该雷达的规格如下表所示:

  • 灵敏度:0 dBsm为单位@350公里

  • 机械扫描:无

  • 只有方位角:电子扫描

  • 电子扫描范围:-75〜75度

  • 视场:1度方位角,60度仰角

  • 测量:方位角,范围

  • 方位角分辨率:1℃下

  • 范围分辨率:30米

对线性相控阵雷达进行建模monostaticRadarSensor

%创建雷达的偏航设置为90度,右视雷达。sensorIndex = sensorIndex + 1;rightRadar = monostaticRadarSensor(sensorIndex,“部门”...“SensorIndex”sensorIndex,...'MountingLocation', [0 0 -5],...%M“MountingAngles”[90 0 0],...%度,你看右边“UpdateRate”,12.5,...%赫兹“ReferenceRCS”,0,...%dBsm为单位'参考范围'350年e3,...%M“ScanMode”'电子'...'ElectronicScanLimits'(-75 75),...%度“FieldOfView”(1;60),...%度“HasElevation”假的,...'AzimuthResolution',1...%度“RangeResolution”30岁的...%M'HasINS',真正的);%创建一个相同的雷达寻找在机身的左侧。leftRadar =克隆(rightRadar);sensorIndex = sensorIndex + 1;leftRadar。SensorIndex = SensorIndex;leftRadar.MountingAngles (1) = -90;%过目左侧%附上两个线性雷达阵列空中平台。plat2.Sensors = {leftRadar,rightRadar};

陆基平台与矩形阵雷达

添加使用矩形相控阵列安装5米其拖车以上基于地面的雷达。雷达电子调查了60度的方位角跨度并使用电子光栅扫描图案20度的仰角高于地面的。

  • 灵敏度:0 dBsm为单位@350公里

  • 机械扫描:无

  • 电子扫描:方位角和仰角

  • 电子扫描范围:-30〜30度方位角,-20℃至0℃下标高

  • 视场:1度方位角,5度仰角

  • 三围:方位角,仰角,范围

  • 方位角分辨率:1℃下

  • 仰角分辨率:5度

  • 范围分辨率:30米

对矩形相控阵雷达进行建模monostaticRadarSensor

%创建电子扫描矩形阵列雷达。sensorIndex = sensorIndex + 1;雷达= monostaticRadarSensor(sensorIndex,“栅格”...'MountingLocation', [0 0 -5],...%M“UpdateRate”25,...%赫兹“ReferenceRCS”,0,...%dBsm为单位'参考范围'350年e3,...%M“ScanMode”'电子'...'ElectronicScanLimits',[ -  30 30 -20 0],...%度“FieldOfView”[1; 5],...%度“HasElevation”,真实,...'AzimuthResolution',1...%度'ElevationResolution'5,...%度“RangeResolution”30岁的...%M'HasINS',真正的);%附加矩形雷达阵列到拖车平台。plat3 =平台(场景,“传感器”,雷达);plat3.Trajectory.Position = [-30e3 30e3 0];plat3.Trajectory.Orientation =四元数([ -  60 0 0],“eulerd”“zyx股票”“帧”);

空中目标

在监控区域内添加四个空中目标。

  1. 飞机以每小时700公里的速度在3000米高空向东北飞行

  2. 在4000米高空以900公里/小时的速度向东南飞行

  3. 飞机以每小时600公里的速度在9000米的高度向东飞行

  4. 喷气式飞机以每小时300公里的速度飞行,并在3000米高空完成90度转弯

%增加东北方向的航班。HT = 3E3;在米高空%SPD = 700 * 1E3 / 3600;以m / s%速度ANG = 45;腐= [COSD(ANG)的信德(ANG)0; -sind(ANG)COSD(ANG)0;0 0 1];偏移量= [-15e3 -25e3 -ht];开始=偏移 -  [SPD * sceneDuration / 2 0 0] *腐;停止=偏移+ [SPD * sceneDuration / 2 0 0] *腐;TRAJ = waypointTrajectory(“路标”[启动;停止],'到达时间',(0;sceneDuration]);rcs = rcsSignature ('图案'[10 10;10 10],...“方位”(-180 180),'海拔'[-90 90],...'频率',10 e9 [0]);%定义目标的自订RCS签名平台(场景,'弹道'traj,“签名”、rcs);%添加交叉客机旅行东南。ht = 4 e3;在米高空%SPD = 900 * 1E3 / 3600;以m / s%速度抵消=[(启动(1)+停止(1)/ 2(开始(2)+停止(2))/ 2 ht);start = offset + [0 -spd*sceneDuration/2 0]*rot;停止=偏移+ [0 spd*sceneDuration/2 0]*rot;TRAJ = waypointTrajectory(“路标”[启动;停止],'到达时间',(0;sceneDuration]);RCS = rcsSignature;%默认值10 dBsm为单位RCS在所有视角平台(场景,'弹道'traj,“签名”、rcs);%添加向东客机。ht = 9 e3;在米高空%社民党= 600 * 1 e3/3600;以m / s%速度start = [30e3 -spd*sceneDuration/2-20e3 -ht];停止= [30e3 spd*sceneDuration/2-20e3 -ht];TRAJ = waypointTrajectory(“路标”[启动;停止],'到达时间',(0;sceneDuration]);平台(场景,'弹道',TRAJ);%默认值10 dBsm为单位RCS在所有视角%添加喷射用0.3 G的水平加速度转动HT = 3E3;在米高空%SPD = 300 * 1E3 / 3600;以m / s%速度accel = 0.3 * 9.8;%心加速度米/秒^ 2半径= SPD ^ 2 /加速;在米%转弯半径t0 = 0;t1 = t0 + 5;t2 = t1 +π/ 2 *半径/社民党;t3 = sceneDuration;start = [0e4 -4e4 -ht];wps = [...0 0 0;...%开始直线段SPD * T1 0 0;...%开始水平转弯SPD * T1 +半径半径0;...水平转弯结束SPD * T1 +半径半径+ SPD *(T 3 -T 2)0];第二直形分段的%完TRAJ = waypointTrajectory(“路标”,启动WPS +,'到达时间'[T0;T1;T2;T3]);平台(场景,'弹道',TRAJ);

雷达检测的代

下面的循环将推进平台和目标位置,直到场景结束。对于场景中的每一步,都会从每个平台生成检测。

trackingScenario可以在一个固定的时间间隔或自动确定下一个更新时间。设置UpdateRate0trackingScenario确定下一个更新时间。

RNG(2018);可重复的结果%设置随机数种子创建一个作图来显示被探测目标和平台的真实和测量位置。theaterDisplay = helperMultiPlatDisplay(场景);标题(“多雷达方案”);传奇('显示');%显示3D查看场景。视图(-60,10);记录所有的探测结果detLog = {};timeLog = [];推进(场景)%从生成每个平台上的雷达检测。[dets的,CONFIGS] =检测(场景);%更新显示与当前的光束位置和检测。theaterDisplay(dets的);%日志传感器数据和地面实况。detLog = [detLog;依据);%#确定timeLog = [timeLog;scene.SimulationTime];%#确定结束

注意从空中平台和从执行光栅扫描的基于地面的雷达窄波束的宽光束。你可以想像在2D基础真实轨迹下方查看。这四个目标由三角形表示。围绕x轴30公里,客机向东行驶(从左至右)。约2公里的x轴是执行顺时针转动一个喷嘴。再往南是两个交叉客机。

视图(-90,90);%二维视图

绘制与他们的测量不确定度的记录检测。每种颜色对应于平台生成所述检测。从以前的显示图例适用于以下所有地块。请注意,雷达产生误报,这是检测远离目标轨迹。

theaterDisplay (detLog);标题([num2str(元素个数(detLog))“检测项已记录从”num2str(numel(timeLog))“模拟步骤”]);传奇('隐藏');

下面3D视图这些检测是如何分布的海拔。对于3D传感器(蓝色和黄色的平台)平台,该检测紧跟目标轨迹。二维视图平台的检测(红色平台)的海拔,因为它的雷达无法高程测量的偏离目标轨迹。1-Σ测量不确定度被示出为每个检测为中心所测得的目标位置的灰色椭球(显示为实心圆)。

视图([ -  60 25]);%三维视图

放大喷气机执行90度水平转弯。1西格玛测量不确定度由雷达根据雷达的分辨率和每次探测的信噪比(SNR)来报告。距离较远或信噪比较小的目标比距离较近或信噪比较大的目标具有更大的测量不确定度。请注意,蓝色探测比黄色探测的测量不确定度更小。这是因为蓝色的探测来自于机载平台(平台1),它比地面平台(平台3)更接近目标,产生了黄色的探测。

XLIM([ -  3000 9000]);ylim([ -  44000 -32000]);zlim([ -  12000 0000]);轴(“广场”);标题(“喷气机执行横向翻开”);

注意在红色检测从机载平台产生(平台2)的高程,它使用两个线性阵列的大的不确定性。椭圆体具有范围和方位小轴但具有沿仰角方向非常大的轴。这是因为,在这个平台上的线性阵列不能在海拔提供的估计。在这种情况下,平台的雷达报告在0度检测与仰角对应于所述视场海拔不确定性。

放大的两个过境客机。与旋转阵列蓝色机载雷达生成最少数量的检测的(仅4个检测这两个目标),但这些检测是最精确的(最小的椭圆)。从该平台检测的少数是由于其雷达360的机械扫描,这限制了如何频繁其光束可以在场景中重新访问一个目标。其他平台具有较小的扫描区域的雷达,使他们能够以更高的速率重温目标。

视图(20 [-55]);xlim(-10000年[-22000]);ylim(-19000年[-31000]);标题(“隧道客机”);

放大客机向东行驶。在检测的不同雷达平台的数量和精确度相同的观察适用。

视图([ -  70 10]);XLIM([24000 36000]);ylim([ -  26000 -14000]);zlim([ -  15000 -3000])标题(“飞机旅行东”);

总结

此示例示出了如何建模一个雷达监视网络并且由多个空中和地面雷达平台产生的模拟检测。在这个例子中,你学会了如何定义方案,包括目标和平台,可以是静态或动态。您还学会了如何以可视化的地面实况轨迹,传感器梁,检测,以及相关的测量不确定性。您可以通过处理您的跟踪与融合算法,这种合成数据,以评估他们对这种情况下的性能。您还可以修改这个例子来锻炼你的多目标跟踪器针对不同的目标类型和演习。