雷達融合策略

RDP處理流程

1、 每0.01秒去讀取是否有新的雷達資料

 

2、 定時器迴圈處理（每0.01秒處理一次）

2.1 對最近收到的雷達資料進行CRC校驗、長度校驗、必填項校驗

2.2 對原始航跡或點跡進行解碼，主要包括將原始的斜距、方位角表示的位置轉換成XY座標和經緯度，將英制高度轉換為米制高度，將英制速度轉換為米制速度，解碼方向、二次程式碼，提取目標特徵（告警標識）等等

 

3、 定時器迴圈處理（每0.1秒處理一次），用第2步得到的原始航跡、點跡生成系統內部航跡（下面以航跡為例進行說明，點跡類似）

3.1 判斷本次收到的原始航跡能否與已有的系統內部航跡相 關聯。判斷依據是原始雷達航跡號是否相同，相同則執行3.1.1，不同則執行3.1.2。

3.1.1 原始航跡能和某個已有的系統內部航跡的原始雷達航跡號相同：

3.1.1.1 根據系統內部航跡的狀態設定關聯引數。如果系統內部航跡是處於Coast外推狀態，則關聯門限應較大（設定水平距離門限設為10km，高度門限設為360米）；如果系統內部航跡不處於Coast外推狀態，則關聯門限應較小（設定水平距離門限設為5km，高度門限設為280米）。

3.1.1.2如果本次收到的原始航跡和系統內部航跡的高度均有效，計算它們的高度差是否小於3.1.1.1得到的高度門限，小於則認為二者能夠相關聯，轉3.2；大於則認為二者不能夠相關聯，轉3.1.2。 （此時，並沒有判斷水平距離是否滿足關聯條件！）

3.1.1.3如果本次收到的原始航跡和系統內部航跡的任意一個高度無效，計算它們的水平距離是否小於3.1.1.1得到的水平距離門限，小於則認為二者能夠相關聯，轉3.2；大於則認為二者不能夠相關聯，轉3.1.2。

圖3.1.1表示了上述3.1.1.2和3.1.1.3。

                                             

圖3.1.1（ 航跡號相同，保持關聯的判斷；

航跡號不同，建立關聯的判斷）

3.1.2 原始航跡和所有的系統內部航跡的原始雷達 航跡號都不相同。可能分為兩種情況：

3.1.2.1 也許應該是同一個飛機目標，但是雷達送來的時候原始雷達航跡號變了，因此需要確認是不是這樣。判斷條件：

（1）原始航跡和某個已有的系統內部航跡的SSR必須有效且相同；

（2）使用圖3.1.1判斷能夠關聯。條件（1）和（2）均滿足，則認為二者能夠相關聯，轉3.2；否則轉3.3。

 

4、 定時器迴圈處理（每0.1秒處理一次），用第3步確認了關聯關係的原始航跡去更新系統內部航跡。更新邏輯為：

    4.1 航跡累積更新次數+1，如果+1後次數超過了“最低初始化次數”，則將航跡狀態由 “初始航跡”變為“正常航跡”狀態，否則繼續保持“初始航跡”狀態。（“初始航跡”狀態是為了解決某些雷達目標只探測到一兩次就消失了的問題，這種目標多半是雷達錯誤探測到的假目標）

radar.ini   [RADAR_01]    將航跡狀態由 “初始航跡”變為“正常航跡”狀態的引數

                //預設值是1，新目標會連續確認該引數定義週期才會輸出，目的是減少只出現1-2次就消失的虛假目標

                     MaxInitCount=3

    4.2 如果原始雷達航跡報告的SSR與系統內部航跡SSR不同，則需確認2個週期才真正改變SSR。如果沒到2個確認週期，則不更新航跡，直接退出（該航跡後續將會被外推處理）

    4.3 對高度進行AlphaBeta濾波計算，用濾波得到的高度更新系統內部航跡的高度。

    4.4 對速度和位置進行Calman濾波計算，用濾波得到的速度和位置更新系統內部航跡的速度和位置。

 

5、 定時器迴圈處理（每0.1秒處理一次），用第3步無法確認關聯關係的原始航跡去 生成新的系統內部航跡。生成邏輯：新生成的系統內部航跡的所有屬性均從原始雷達航跡複製， 設定狀態為“初始航跡”狀態。（“初始航跡”狀態是為了解決某些雷達目標只探測到一兩次就消失了的問題，這種目標多半是雷達錯誤探測到的假目標）

 

*6、 定時器迴圈處理（每0.1秒處理一次），對於長時間（ 1.5個重新整理週期=雷達的外推時間是6秒）沒有得到更新的系統內部航跡，進行外推Coast處理或者刪除。外推處理如下：

外推的處理部分。其中：並不是一個更新週期內（ 4秒）沒收到新報告就外推，而是要繼續等待0.5個週期（ 2秒）還沒收到才會外推， 目標未更新的時間不大於18秒（3個週期），航跡都不會中斷。

6.1 如果 航跡處於“初始航跡”狀態，直接刪除航跡。（“初始航跡”狀態是為了解決某些雷達目標只探測到一兩次就消失了的問題，這種目標多半是雷達錯誤探測到的假目標）

6.2 將航跡的外推次數+1，如果+1後已經 超過了最大外推次數，將航跡刪除。

radar.ini  [RADARPORT_01]

                            //COAST次數（0－30）   

                                 CoastNum=3

6.3根據之前的爬升下降率，計算得到當前時刻的高度

6.4根據之前的位置和速度，計算得到當前時刻的位置

6.5航跡特徵置為“外推航跡”

 

MRDP處理流程

1、 每0.01秒去讀取是否有新的單雷達RDP送來的航跡資料（後文稱之為“ 單路航跡”）。

*:MRDP使用了原始雷達資料中的航跡號來進行相關判斷，並沒有使用RDP跟蹤後的 航跡號進行相關。(以前是使用了的。但後來不使用了，程式碼中的註釋裡說明：就是為了解決主備切換問題,目的是為了保證主備機切換時、航跡的連續性)，原始雷達的航跡號變了，MRDP可能會去相關。 mrdp先判斷航跡號是不是一致、再判斷其它融合條件。航跡號不一致，後面都不判斷了。

—— 實驗室再現：雷達模擬發生程式同一個模擬飛機快速（<8秒）刪瞭然後再放(模擬 原始雷達航跡號改變)，SDD出現短期分裂現象。

修改這部分程式碼，後面假目標判斷開啟關閉都不影響正常融合了，後續主要需要完整測試主備切換有沒有影響。

2、 MRDP能處理南北方向3892公里內的航跡。這3892公里從北到南平均分為40個帶，按照設定的處理週期（一般為4秒，呼和為5秒），依次處理每個帶內的航跡。因此，大概每個4/40=0.1秒處理一個帶（南北3892/40=97.3公里）內的航跡。

3、 對位於當前處理帶內的單雷達航跡：進行 時空對準（因為同一個飛機被不同雷達掃描到的時間可能不同，rdp發來的航跡位置，在mrdp進行處理的時候，可能已經是0~4秒之後了，所以需要計算出它當前時刻的位置，用當前時刻的位置進行後續處理。）

4、 判斷各單雷達航跡和系統航跡之間的關聯關係：

a)        對於每一路位於當前處理帶內的單雷達航跡：如果它已經跟某系統航跡建立了關聯關係，則檢查在本次更新時是否仍然能夠 保持關聯關係。檢查條件是：

                     i.             如果系統航跡和單雷達航跡均為一次目標，則要求速度大小差別不超過30%，速度方向差別不超過30°，距離不超過5km；

                    ii.             如果系統航跡或單雷達航跡中任意一個是 二次目標，則要求距離不超過13km，SSR應相同，高度差不超過280米。注意： 距離條件是必要條件，SSR和高度差不是必要條件，因為：可能飛機會改變SSR，或者雷達報告SSR無效；可能雷達報告高度無效。

b)        對於每一路位於當前處理帶內的單雷達航跡：如果它沒有與任何系統航跡建立關聯關係，則檢查它能否與已有的系統航跡 建立新的關聯關係。檢查條件是：

                     i.             如果系統航跡已經與來自同一路單雷達的其他航跡關聯，則跳過該系統航跡（也就是說：系統航跡只允許與同一路單雷達的一個航跡進行關聯，否則，可能會出現系統航跡認為來自同一路單雷達的兩個航跡是同一個飛機，造成 航跡吞併）；

                    ii.             採用4.a)的條件i和ii進行關聯判斷，如果透過判斷，則建立關聯關係。

c)         對於每一個位於當前處理帶內的系統航跡，在經歷了4.a)和4.b)的處理後，如果它沒有與任意一路單雷達航跡建立關聯關係，則對它進行外推處理，如果超過外推次數，則刪除。

d)        對於每一路位於當前處理帶內的單雷達航跡，在經歷了4.a)和4.c)的處理後，如果仍然沒有與與任意一個系統航跡建立關聯關係，則用它的屬性來 建立一個新的系統航跡，並建立關聯關係。

5、 根據第4步得到的關聯關係，依次對每個 系統航跡的屬性進行更新。更新主要是透過設定 動態權重來實現：

a)        各單雷達航跡的位置和速度的初始權重的設定：如果單雷達航跡和系統航跡的位置距離在3km以內，權重初始設定為1000，否則初始設定為0.1。如果單雷達航跡處於coast外推狀態，則權重再降低一半。如果單雷達航跡的SSR無效，則權重再次降低一半。這樣得到的權重，用來作為 位置和速度的融合。（航跡位置、速度跳變問題）

b)        各單雷達航跡的高度的初始權重的設定：如果單雷達的高度無效，則權重為0，否則初始為90。如果單雷達航跡與系統航跡的高度差大於120米，則權重設為10。如果單雷達航跡與系統航跡的高度差大於280米，則權重設為0.1。如果單雷達航跡處於coast外推狀態，則權重再除以10。

c)         SSR的融合：正常情況下各路單雷達SSR都有效且相同，主要是處理SSR無效或者SSR改變的問題。單雷達航跡SSR無效不影響系統航跡的SSR，除非所有單雷達航跡SSR均無效，則系統航跡的SSR也設為無效。如果單雷達航跡SSR不相同，則以多數報告的SSR為準。

d)        加權平均後得到的位置、速度、高度還要進行濾波處理，才得到 最終的系統航跡屬性。

 

Note:

1、 “單路航跡”的 系統內部航跡 生成：原始航跡生成新的系統內部航跡，設定狀態為“初始航跡”狀態， 超過了“最低初始化次數” MaxInitCount=3，將航跡狀態由 “初始航跡”變為“正常航跡”狀態，此時 新目標才會輸出，目的是減少只出現1-2次就消失的虛假目標。

2、“單路航跡”的 航跡刪除： 航跡處於“初始航跡”狀態，直接刪除航跡；“正常航跡”將航跡的外推次數+1，如果+1後已經 超過了最大外推次數 CoastNum=3，將航跡刪除。

3、對比：

• 單雷達航跡的關聯條件：

    如果系統內部航跡是處於Coast外推狀態，則關聯門限應較大（設定水平距離門限設為10km，高度門限設為360米）；如果系統內部航跡不處於Coast外推狀態，則關聯門限應較小（設定水平距離門限設為5km，高度門限設為280米）

• 單雷達航跡和系統航跡之間的關聯條件：

    對於二次目標，則要求距離不超過13km，SSR應相同，高度差不超過280米。注意： 距離條件是必要條件，SSR和高度差不是必要條件。

4、 如果系統航跡已經與來自同一路單雷達的其他航跡關聯，則跳過該系統航跡——相當於 假目標判斷關閉， 建立一個新的系統航跡，出現DUPE（也就是說：系統航跡只允許與同一路單雷達的一個航跡進行關聯，否則，可能會出現系統航跡認為來自同一路單雷達的兩個航跡是同一個飛機，造成 航跡吞併—— 相當於假目標判斷開啟）

假目標判斷開啟：

    1）一部單雷達有兩個相同的ssr的目標，都不符合融合條件（>13Km），其中1個被當做假目標過濾掉。

    2）一部單雷達有兩個相同的ssr的目標，第一個滿足融合目標的目標參與融合，第二個滿足假目標條件的被當成假目標過濾掉。

假目標判斷關閉：某一部單雷達有兩個相同的ssr的目標，不會融合成一個，也不會過濾。

5、 航跡位置、速度跳變問題： 如果其中某個單雷達航跡（0.1）和系統航跡的位置距離在3km之上， 權重值為1000的1個或多個 單雷達航跡丟失，原來由於位置距離較遠的權重值本為0.1的 單雷達航跡會在形成 系統航跡權重比突然大幅變大，雖然 加權平均後得到的位置、速度、高度還要進行濾波處理，才得到 最終的系統航跡屬性。也會引起 系統航跡位置跳變，方向抖動等問題。辦法就是調整最佳化所有單雷達航跡引數配置，使其相互之間 位置距離在3km之內，越近越好。

6、上述5）導致的權重突變， 如果權重變大的單雷達航跡與系統航跡的高度差大於120米（權重10）或高度差大於280米（權重0.1），正常 初始 權重為90也會造成高度權重突變， 引起 系統航跡高度跳變 問題。