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多平台雷达侦测一代

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这个例子展示了如何从一个多平台雷达网络生成雷达探测。网络包括三个远程平台:两个机载和地面。这样的合成数据可以用于测试的性能跟踪架构不同的目标类型和动作。

雷达平台和目标在场景建模平台。模拟场景的运动平台的管理trackingScenario。

%创建一个跟踪场景管理的移动平台。现场= trackingScenario;%创建跟踪场景现场。UpdateRate = 0;%使用连续更新的速度来处理传感器与不同的更新率sceneDuration = 60;%的场景在几秒钟内现场。StopTime = sceneDuration;

机载平台旋转雷达阵列

添加一个机载平台向北旅行的场景在650公里/小时的巡航高度10公里。生成平台使用的轨迹从锚点waypointTrajectory。

ht = 10 e3;%海拔米社民党= 650 * 1 e3/3600;% m / s的速度开始=(社民党* sceneDuration e3 / 2 5 ht);停止=(社民党* sceneDuration e3 / 2 5 ht);traj = waypointTrajectory (“锚点”(启动、停止),“TimeOfArrival”,(0;sceneDuration]);%建立机载平台的轨迹。plat1 =平台(场景,“轨迹”,traj);

添加一个平面阵列雷达平台。挂载雷达在雷达天线罩5米以上的平台。模型机械旋转相控阵雷达。雷达电子栈梁高程沿阵列的孔径。模拟雷达的规格列表如下:

  • 灵敏度:0 dBsm @ 375公里

  • 机械扫描:方位

  • 机械扫描限制:0到360度

  • 电子扫描:高程

  • 电子扫描范围:2 - 45度

  • 视野:1度方位,47度仰角

  • 测量:方位、仰角、范围

  • 方位分辨率:1度

  • 海拔决议:5度

  • 距离分辨率:30米

机械旋转雷达使用模型fusionRadarSensor。

sensorIndex = 1;%识别原始传感器的检测雷达= fusionRadarSensor (sensorIndex,“旋转”,…“MountingLocation”(0 0 5),…% m“UpdateRate”,12.5,…%赫兹“ReferenceRCS”0,…% dBsm“ReferenceRange”375年e3,…% m“ScanMode”,“机电”,…“MechanicalAzimuthLimits”360年[0],…%度“MechanicalElevationLimits”[0 0],…%度“ElectronicAzimuthLimits”[0 0],…“ElectronicElevationLimits”,45 [2],…%度“FieldOfView”(1;47.1),…%度“HasElevation”,真的,…“AzimuthResolution”,1…%度“ElevationResolution”5,…%度“RangeResolution”30岁的…% m“之内”,真正的);%赋予其机载雷达平台。plat1。传感器=雷达;

注意,模式一个雷达系统,不执行扫描角的尺寸维度的视野应该设置为一个值略高于价值由相应的机械扫描张成的限制。因此,在这个例子中海拔的视野fusionRadarSensor对象的设置为47.1度,同时根据规范高程建模系统的视野是47度。

机载平台有两个雷达阵列

添加第二个机载平台的场景在南部旅行550公里/小时的巡航高度8公里。

ht = 8 e3;%海拔米社民党= 550 * 1 e3/3600;% m / s的速度开始=(社民党* sceneDuration e3 / 2 5 ht);停止=(社民党* sceneDuration e3 / 2 5 ht);traj = waypointTrajectory (“锚点”(启动、停止),“TimeOfArrival”,(0;sceneDuration]);plat2 =平台(场景,“轨迹”,traj);

多个传感器可以安装在一个平台。添加一个雷达组成的两个线性相控阵列安装5米以上的平台。数组,这样一个数组看起来在山的右侧机身和其他数组看起来在机身的左边。两个数组提供覆盖150度方位部门平台的两侧。海拔不是衡量线性阵列。这个雷达的规格列表如下:

  • 灵敏度:0 dBsm @ 350公里

  • 机械扫描:不

  • 电子扫描:方位

  • 电子扫描范围:-75 - 75度

  • 视野:1度方位,60度仰角

  • 测量:方位、范围

  • 方位分辨率:1度

  • 距离分辨率:30米

模型的线性相控阵雷达使用fusionRadarSensor。

%创建正确的雷达通过设置雷达面临的偏航90度。sensorIndex = sensorIndex + 1;rightRadar = fusionRadarSensor (sensorIndex,“部门”,…“MountingLocation”(0 0 5),…% m“MountingAngles”(90 0 0),…%度,看看右边“UpdateRate”,12.5,…%赫兹“ReferenceRCS”0,…% dBsm“ReferenceRange”350年e3,…% m“ScanMode”,“电子”,…“ElectronicAzimuthLimits”(-75 75),…%度“FieldOfView”(1;60),…%度“HasElevation”假的,…“AzimuthResolution”,1…%度“RangeResolution”30岁的…% m“之内”,真正的);%创建一个相同的雷达看着左边的机体。leftRadar =克隆(rightRadar);sensorIndex = sensorIndex + 1;leftRadar。SensorIndex = SensorIndex;leftRadar.MountingAngles (1) = -90;%看左边%把两个线性雷达阵列机载平台。plat2。传感器= {leftRadar, rightRadar};

地面平台与矩形阵列雷达

添加一个使用矩形地面雷达相控阵安装5米以上它的预告片。雷达电子调查一个60度方位跨度和高度离地面20度使用电子光栅扫描模式。

  • 灵敏度:0 dBsm @ 350公里

  • 机械扫描:不

  • 电子扫描:方位角和仰角

  • 电子扫描限制:-30到30度方位,-20到0度仰角

  • 视野:1度方位,5度仰角

  • 测量:方位、仰角、范围

  • 方位分辨率:1度

  • 海拔决议:5度

  • 距离分辨率:30米

矩形相控阵雷达使用模型fusionRadarSensor。

%创建一个电子扫描矩形阵列雷达。sensorIndex = sensorIndex + 1;雷达= fusionRadarSensor (sensorIndex,“光栅”,…“MountingLocation”(0 0 5),…% m“UpdateRate”25岁的…%赫兹“ReferenceRCS”0,…% dBsm“ReferenceRange”350年e3,…% m“ScanMode”,“电子”,…“ElectronicAzimuthLimits”,30 [-30],…%度“ElectronicElevationLimits”(-20 0),…%度“FieldOfView”(1、5),…%度“HasElevation”,真的,…“AzimuthResolution”,1…%度“ElevationResolution”5,…%度“RangeResolution”30岁的…% m“之内”,真正的);%连接拖车的矩形阵列雷达平台。plat3 =平台(场景,“传感器”、雷达);plat3.Trajectory。位置=(-30年e3 30 e3 0);plat3.Trajectory。取向=四元数((-60 0 0),“eulerd”,“zyx股票”,“帧”);

空中目标

监测区域内添加四个空中目标。

  1. 飞机旅行在东北3000米海拔700公里/小时

  2. 过飞机旅行在东南4000米海拔900公里/小时

  3. 飞机旅行在东部9000米海拔600公里/小时

  4. 飞机的速度300公里/小时和执行一个90度将在3000米的高度

%添加东北客机旅行。ht = 3 e3;%海拔米社民党= 700 * 1 e3/3600;% m / s的速度ang = 45;腐烂= [cosd (ang)信德(ang) 0;信德(ang) cosd (ang) 0;0 0 1);偏移量=(-15年e3 -25年e3 ht);开始=抵消-[社民党* sceneDuration / 2 0 0] *腐烂;停止=抵消+(社民党* sceneDuration / 2 0 0) *腐烂;traj = waypointTrajectory (“锚点”(启动、停止),“TimeOfArrival”,(0;sceneDuration]);rcs = rcsSignature (“模式”,(10 10;10 10],…“方位”(-180 180),“高度”(-90 90),…“频率”,10 e9 [0]);%定义定制目标RCS的签名平台(场景,“轨迹”traj,“签名”、rcs);%添加跨越东南客机旅行。ht = 4 e3;%海拔米社民党= 900 * 1 e3/3600;% m / s的速度抵消=[(启动(1)+停止(1)/ 2(开始(2)+停止(2))/ 2 ht);开始=抵消+[0社民党* sceneDuration / 2 0] *腐烂;停止=抵消+[0社民党* sceneDuration / 2 0] *腐烂;traj = waypointTrajectory (“锚点”(启动、停止),“TimeOfArrival”,(0;sceneDuration]);rcs = rcsSignature;%默认10 dBsm RCS视角平台(场景,“轨迹”traj,“签名”、rcs);%添加往东的客机。ht = 9 e3;%海拔米社民党= 600 * 1 e3/3600;% m / s的速度开始= [30 e3社民党* sceneDuration / 2-20e3 ht);停止= [30 e3社民党* sceneDuration / 2-20e3 ht);traj = waypointTrajectory (“锚点”(启动、停止),“TimeOfArrival”,(0;sceneDuration]);平台(场景,“轨迹”,traj);%默认10 dBsm RCS视角%增加飞机将0.3 G的水平加速度。ht = 3 e3;%海拔米社民党= 300 * 1 e3/3600;% m / s的速度accel = 0.3 * 9.8;%向心加速度m / s ^ 2半径=社民党^ 2 / accel;%转弯半径米t0 = 0;t1 = t0 + 5;t2 = t1 +π/ 2 *半径/社民党;t3 = sceneDuration;开始= (0 e4 4 e4 ht);wps = […0 0 0;…%开始直段社民党* t1 0 0;…%的水平开始转社民党* t1 +半径半径0;…%的水平社民党* t1 +半径半径+社民党* (t3-t2) 0];%连续第二段的结束traj = waypointTrajectory (“锚点”,开始+ wps,“TimeOfArrival”,(t0;t1;t2;t3]);平台(场景,“轨迹”,traj);

代的雷达检测

下面的循环发展平台和目标位置,直到结束的场景。每一步的场景中,从每个平台生成检测。

的trackingScenario可以在固定的时间间隔或提前自动确定下一个更新时间。设置UpdateRate来0让trackingScenario确定下一个更新的时间。

rng (2018);%设置随机种子可重复的结果%创建一个theaterPlot展示真正的和发现目标和测量位置的平台。theaterDisplay = helperMultiPlatDisplay(现场);标题(“多平台雷达场景”);传奇(“显示”);%显示3 d视图的场景。视图(-60年,10);%记录所有的检测detLog = {};timeLog = [];而推进(场景)%从雷达在每个生成检测平台。[引爆器,配置]=检测(现场);%更新显示与当前梁位置和检测。theaterDisplay(依据);%日志传感器数据和地面真理。detLog = [detLog;依据);% #好< AGROW >timeLog = [timeLog;scene.SimulationTime];% #好< AGROW >结束

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题多平台雷达场景包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“多平台雷达场景”、“乳胶”:[]}

注意到宽光束从机载平台和狭窄的光束从地面雷达光栅扫描执行。你可以想象下面的地面实况轨迹在2 d视图。这四个目标是由三角形表示。大约30公里的x轴是飞机旅行东部(左到右)。2公里左右轴上飞机执行一个顺时针转。南部两个跨越客机。

视图(-90、90);% 2 d视图

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题多平台雷达场景包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“多平台雷达场景”、“乳胶”:[]}

情节记录的检测和测量的不确定性。每种颜色对应生成检测平台。传说从以前显示适用于所有下面的情节。注意,雷达产生假警报,检测远离目标轨迹。

theaterDisplay (detLog);标题([num2str(元素个数(detLog))的检测记录”num2str(元素个数(timeLog))“模拟步骤”]);传奇(“隐藏”);

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题101检测记录从1501年模拟步骤包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“101检测记录从1501年模拟步骤”、“乳胶”:[]}

下面的3 d视图显示了这些检测是如何分布在海拔。与3 d平台的传感器(蓝色和黄色平台),检测密切跟踪目标轨迹。二维视图平台的检测(红色的平台)抵消在海拔从目标轨迹,因为它的雷达无法测量高程。1-sigma测量不确定性对每个检测显示为灰色的椭球集中在测量目标位置(显示为满圈)。

视图(25 [-60]);% 3 d视图

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题101检测记录从1501年模拟步骤包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“101检测记录从1501年模拟步骤”、“乳胶”:[]}

放大飞机执行90度水平。1-sigma测量报告的不确定性是雷达根据雷达的分辨率和信噪比(信噪比)为每个检测。目标在时间范围或较小的信噪比测量值会有较大的不确定性比目标更近范围或更大的信噪比的值。注意到蓝检测较小的测量不确定性比黄色的检测。这是因为蓝检测来自机载平台(平台1)比地面更接近于目标平台(平台3)生成黄色的检测。

xlim(9000年[-3000]);ylim(-32000年[-44000]);zlim(0000年[-12000]);轴(“广场”);标题(“飞机执行水平”);

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题喷气执行水平又包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“飞机执行水平”、“乳胶”:[]}

注意到大红色检测海拔高度的不确定性产生的机载平台(平台2)使用两个线性阵列。椭圆体的小轴范围和方位角方向沿垂直方向但有非常大的轴。这是由于线性阵列在这个平台无法提供高程的估计。在这种情况下,平台的雷达检测报告在0度海拔高程对应领域的不确定性。

放大两个穿越客机。旋转的蓝色的机载雷达阵列生成最少数量的检测(仅4检测这两个目标),但这些检测是最精确的(最小椭圆)。这个平台的一小部分检测由于其机械扫描雷达的360,这限制了它的光束的频率可以重新审视目标场景。其他平台有较小的雷达扫描区域,让他们重新审视目标以更高的速度。

视图(20 [-55]);xlim(-10000年[-22000]);ylim(-19000年[-31000]);标题(“穿越飞机”);

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题跨越客机包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“穿越飞机”、“乳胶”:[]}

放大东方客机旅行。同样的观察从不同的雷达检测的数量和准确性平台应用。

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

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题客机旅行东部包含11块类型的对象,线。这些对象代表地面,平台1,检测1、平台2,检测2平台3,检测3、目标。”、“特克斯”:“飞机旅行东”、“乳胶”:[]}

总结

这个例子展示了如何建模一个雷达监测网络和模拟检测生成的多个机载和地面雷达平台。在这个例子中,您学习了如何定义场景,包括目标和平台,可固定或运动。您还了解了如何可视化地面真实轨迹,传感器横梁、检测和相关测量的不确定性。你可以通过你的跟踪和处理这种合成数据融合算法来评估他们的表现对于这个场景。您还可以修改这个示例来锻炼你的多目标跟踪器对不同类型和机动目标。