第1章概述1

Chapter 1 Outline



1.1 引言1

1.1 Introduction

1.2 雷達網信息處理中的基本概念

1.2 Basic Concepts of Radar Net Information Processing

1.2.1 雷達信息

1.2.1 Radar Information

1.2.2 量測

1.2.2 Measurement

1.2.3 航跡3

1.2.3 Track

1.3 雷達網信息處理過程

1.3 Flow of Radar Net Information Processing

1.3.1 雷達站的處理

1.3.1 Processing at Radar Station

1.3.2 處理中心的處理

1.3.2 Processing at Information Processing Center

1.4 雷達網信息處理的相關技術

1.4 Related Techniques of Radar Net Information Processing

1.4.1 雷達網布站技術

1.4.1 Technique of Radar Net Deployment

1.4.2 數據預處理技術

1.4.2 Technique of Data Preprocession

1.4.3 數據關聯技術

1.4.3 Technique of Data Association

1.4.4 航跡起始技術

1.4.4 Technique of Track Initiation

1.4.5 跟蹤濾波技術

1.4.5 Technique of Tracking and Filtering

1.4.6 點跡融合與航跡融合技術

1.4.6 Technique of Measurement Fusion and Track Fusion

1.4.7 目標身份識別技術

1.4.7 Technique of Target Identification

1.5 小結

1.5 Summary

習 題

Exercises



第2章 雷達數據處理

Chapter 2Radar Data Processing



2.1 雷達數據處理的目的和意義

2.1 Purpose and Meaning of Radar Data Processing

2.2 雷達數據處理的過程

2.2 Course of Radar Data Processing

2.2.1 點跡預處理

2.2.1 Measurement Preprcession

2.2.2 數據互聯

2.2.2 Data Association

2.2.3 波門選擇

2.2.3 Wave-gate Choice

2.2.4 航跡起始與終止

2.2.4 Track Initiation and Termination

2.2.5 跟蹤濾波

2.2.5 Tracking and Filtering

2.2.6 航跡管理

2.2.6 Track Management

2.3 航跡起始

2.3 Track Initiation

2.3.1 航跡起始的原理

2.3.1 Principle of Track Initiation

2.3.2 航跡起始的方法

2.3.2 Approaches of Track Initiation

2.3.3 航跡起始性能的主要指標

2.3.3 Performance Indexes of Track Initiation

2.4 點跡-航跡關聯

2.4 Measurement-to-track Association

2.4.1 點跡-航跡關聯的原理

2.4.1 Principle of Measurement-to-track Association

2.4.2 點跡-航跡關聯的方法

2.4.2 Approaches of Measurement-to-track Association

2.5 波門選擇

2.5 Choice of Wavegate

2.5.1 波門的形狀

2.5.1 Wave-gate Shape

2.5.2 波門的類型

2.5.2 Wave-gate Type

2.5.3 波門的尺寸

2.5.3 Wave-gate Size

2.5.4 波門尺寸的自適應調整

2.5.4 Adapted Adjustment of Wave-gate Size

2.6 實驗：航跡起始

2.6 Experiment of Track Initiation

2.7 實驗：點跡-航跡關聯48

2.7 Experiment of Measurement-to-Track Association

2.8 小結

2.8 Summary

習題

Exercises



第3章 跟蹤濾波

Chapter 3 Tracking and Filtering



3.1 隨機估計理論

3.1 Stochasitic Estimation Theory

3.1.1 跟蹤濾波的過程

3.1.1 Process of Tracking and Filtering

3.1.2 隨機估計的基本概念

3.1.2 Basic Concept of Stochasitic Estimation

3.1.3 小均方誤差估計

3.1.3 Minimum MeanSquare Error Estimation

3.1.4 遞推式濾波

3.1.4 Recursive Filtering

3.2 繫統模型61

3.2 System Model

3.2.1 狀態方程

3.2.1 State Equation

3.2.2 量測方程

3.2.2 Measurement Equation

3.3 卡爾曼濾波器

3.3 Kalman Filter

3.3.1 濾波器模型

3.3.1 Filter Model

3.3.2 濾波器初始化

3.3.2 Filter Initialization

3.3.3 應用舉例

3.3.3 Examples of Application

3.3.4 使用中應注意的問題

3.3.4 Issues that Should Be Cared in Use

3.4 常增益濾波器

3.4 Constant Gain Filter

3.4.1 α-β濾波器

3.4.1 α-β Filter

3.4.2 α-β-γ濾波器

3.4.2 α-β-γ Filter

3.4.3 應用舉例

3.4.3 Examples of Application

3.5 機動目標跟蹤

3.5 Maneuvering Target Tracking

3.5.1 算法分類

3.5.1 Classifying of Algorithms

3.5.2 基於機動檢測的跟蹤算法

3.5.2 Tracking Algorithm based on Maneuver Detection

3.6 實驗：目標跟蹤

3.6 Experiment of Target Tracking

3.7 小結

3.7 Summary

習題

Exercises



第4章 雷達網

Chapter 4 Radar Net



4.1 雷達網的特點及分類

4.1 Characteristics and Categories of Radar Net

4.1.1 雷達網的特點91

4.1.1 Characteristics of Radar Net

4.1.2 雷達網的分類94

4.1.2 Categories of Radar Net

4.2 雷達網的探測範圍

4.2 Detection Range of Radar Net

4.2.1 雷達的探測範圍

4.2.1 Radar Detection Range

4.2.2 雷達網的探測範圍

4.2.2 Radar Net Detection Range

4.3 雷達網性能指標

4.3 Performance Indexes of Radar Net

4.3.1 責任區域

4.3.1 Responsibility Zone

4.3.2 覆蓋性能指標

4.3.2 Coverage Rate

4.3.3 抗干擾能力

4.3.3 Anti-jamming Ability

4.4 雷達網布站方法104

4.4Deployment of Radar Net

4.4.1根據無縫覆蓋原則進行布站105

4.4.1Deployment for Seamless Coverage

4.4.2從探測隱身目標出發進行布站109

4.4.2Deployment for Stealthy Target Detection

4.4.3從抗干擾原則出發進行布站110

4.4.3Deployment for Antijamming

4.4.4從對頂空補盲的原則出發確定布站110

4.4.4Deployment for Headspace Blind Zone Compensation

4.5雷達網信息處理方式111

4.5Processing Mode of Radar Net Information

4.5.1處理區域111

4.5.1Processing Area

4.5.2集中式處理113

4.5.2Centralized Processing

4.5.3分布式處理114

4.5.3Distributed Processing

4.5.4混合式處理115

4.5.4Hybird Processing

4.6小結115

4.6Summary

習題117

Exercises



第5章 雷達網信息預處理

Chapter 5 Radar Net Information Preprocessing



5.1 格式排錯

5.1 Format Check

5.1.1 雷達信息報文格式

5.1.1 Radar Message Format

5.1.2 信息格式排錯

5.1.2 Message Format Check

5.2 誤差配準

5.2 Error Registration

5.2.1 繫統誤差產生的原因

5.2.1 Causes of Systematic Error

5.2.2 繫統誤差的配準方法

5.2.2 Approaches of Systematic Error Registration

5.3 時間統一

5.3 Time Unification

5.3.1 時間基準統一

5.3.1 Timing Reference Calibration

5.3.2 航跡點時間統一

5.3.2 Track Timealigment

5.4 坐標變換

5.4 Coordinate Transformation

5.4.1 常用坐標繫

5.4.1 Common Coordinate Systems

5.4.2 常用坐標繫之間的轉換

5.4.2 Transformation of Common Coordinate System

5.5 實驗：坐標變換

5.5 Experiment of Coordinate Transformation

5.6 小結

5.6 Summary

習題

Exercises



第6章 雷達網集中式信息處理

Chapter 6 Centralized Information Processing of Radar Net



6.1 處理流程

6.1Processing Flow

6.2 平均處理周期

6.2 Average Processing Cycle

6.3 多雷達目標點跡串行合並

6.3 Multi-radar Target Measurement Serial Merging

6.4 多雷達目標跟蹤濾波

6.4 Multi-radar Target Tracking and Filtering

6.4.1 並行濾波

6.4.1 Parallel Filtering

6.4.2 序貫濾波

6.4.2 Serial Filtering

6.4.3 壓縮濾波

6.4.3 Compressed Filtering

6.5 數據編排

6.5 Data Arrangement

6.6 實驗：多雷達集中式融合跟蹤

6.6 Experiment of Multiradar Centralized Fusion Tracking

6.7 小結

6.7 Summary

習題

Exercises



第7章 雷達網分布式信息處理

Chapter 7 Information Distributed Processing of Radar Net



7.1 處理流程

7.1 Processing Flow

7.2 航跡相關處理

7.2 Track Correlation Processing

7.2.1 航跡的粗相關

7.2.1 Track Rough Correlation

7.2.2 航跡的精相關

7.2.2 Track Fine Correlation

7.2.3 航跡的相關驗證

7.2.3 Verification of Track Correlation

7.3 航跡融合處理

7.3 Track Fusion Processing

7.3.1 航跡融合結構

7.3.1 Track Fusion Architecture

7.3.2 航跡融合算法

7.3.2 Track Fusion Algorithms

7.4 航跡其他處理

7.4 Additional Processing of Track

7.4.1 航跡跨區處理

7.4.1Acrossregion Track Processing

7.4.2 航跡定時整理

7.4.2 Track Timed Arrangement

7.5實驗：航跡融合

7.5 Experiment of Track Fusion

7.6 小結

7.6 Summary

習題

Exercises



第8章 目標身份識別

Chapter 8 Target Identification



8.1 目標身份識別的內容

8.1 Issues of Target Identification

8.2 雷達信號特征識別

8.2 Identification Based on Radar Echo Signal

8.3 敵我識別繫統及二次雷達識別

8.3 Identification Based on IFF and SSR

8.3.1 敵我識別繫統識別

8.3.1 Identification Based on IFF

8.3.2 二次雷達識別

8.3.2 Identification Based on SSR

8.4 基於飛行區域識別

8.4 Identification Based on Flying Zone

8.4.1 飛行活動區域識別

8.4.1 Identification Based on Flight Area

8.4.2 指定飛行區域識別

8.4.2 Identification Based on Designated Flight Area

8.4.3 空中走廊識別

8.4.3 Identification Based on Air Lane

8.5 基於飛行計劃識別

8.5 Identification Based on Flight Plan

8.6 目標識別處理流程

8.6 Flow of Target Identification

8.7 融合識別

8.7 Fusion Identification

8.7.1 目標融合識別層次

8.7.1 Levels of Target Fusion Identification

8.7.2 目標融合識別方法

8.7.2 Methods of Target Fusion Identification

8.8 小結

8.8 Summary

習題

Exercises



附錄1 本書符號約定

Appendix I Symbolic Convention in This Book

附錄2 常用術語漢英對照

Appendix Ⅱ ChineseEnglish Comparison of Common Terms

附錄3 英文縮寫詞彙表

Appendix Ⅲ English Abbreviation Glossary

參考文獻

References

雷達網信息的高效處理是奪取信息優勢的關鍵，是空天防御作戰決策的基礎。隨著空天預警目標與環境的日益復雜，預警探測手段的不斷豐富，預警信息種類、數量等均顯著增長。本書緊盯現代戰場上空天目標、雷達裝備、信息處理技術的發展，圍繞空天預警作戰中雷達網部署、目標跟蹤、身份識別等核心任務，繫統地介紹了雷達網信息處理的基本理論、方法和關鍵技術，重點闡釋雷達網信息繫統如何通過對雷達網探測信息的處理，實現對目標的狀態、身份的估計和態勢的生成。 本教材在總結多年雷達網信息處理教學和科研工作的基礎上，結合雷達網信息繫統的建設與發展，以雷達網信息繫統中的信息處理為研究對像，以信息處理的過程為主線，使用通俗易懂而又嚴謹的語言和簡明的圖示，闡述了雷達網信息處理的基本概念和基本原理，圍繞雷達網集中式和分布式信息處理方式，按處理流程搭建內容體繫，並聯繫作戰運用實際，融入前沿處理技術，較為全面地介紹了雷達網信息處理中大量實用的處理方法與技術。既適應雷達信息處理技術的更新變化，反映國內外*新成果，又緊貼雷達網信息繫統的發展和運用。 該教材主要用於雷達工程、電子信息工程等相關本科專業的基礎培訓，也可供相關領域的科研和工程技術人員參考。 本教材共分為8章：第1章介紹雷達網信息處理中的基本概念、處理過程和相關技術；第2章介紹雷達數據處理過程中涉及的航跡起始、點跡航跡關聯和波門選擇等內容；第3章重點介紹跟蹤濾波的基本理論和技術，主要有濾波繫統模型、基本濾波器(Kalman濾波、常增益濾波)以及機動目標跟蹤技術等；第4章介紹雷達網的基本知識，包括雷達網的特點、分類、探測範圍、性能評價指標、布站方法及信息處理方式等內容；第5章介紹雷達網信息預處理技術，包括格式排錯、誤差配準、時間統一、坐標變換等內容；第6章介紹雷達網集中式信息處理方法，包括處理流程、處理周期、點跡合並、多雷達跟蹤濾波及數據編排等內容；第7章介紹雷達網分布式信息處理方法，包括處理流程、航跡相關、航跡融合、航跡跨區處理和定時整理等內容；第8章介紹雷達網中的目標身份識別方法，包括雷達信號特征識別、IFF/SSR識別、基於飛行區域識別、基於飛行計劃識別及融合識別等內容。 本教材由周焰、黎慧主編。周焰編寫第1、2、3、6章，黎慧編寫第4、5、7章，蘭旭輝編寫第8章，吳衛華參與編寫第2章，蔡益朝參與編寫第7章，吳長飛、黃鵬、黃偉平參與編寫第2、3章和部分程序代碼，關澤文、畢鈺、代科學、陳勁松參與編寫第4、5章和校對工作，周焰、黎慧對全書進行了統稿與修訂。本教材由田康生教授和徐向東教授主審，他們對本教材的編寫給予了指導性的建議，並提出了寶貴的修改意見；各期班學生在充分肯定教材的基礎上，也指出了一些錯漏之處。在此，一並表示衷心的感謝！ 由於編者水平所限，書中難免還有不妥和錯漏之處，敬請讀者批評指正。