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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七二四研究所申請(qǐng)的專(zhuān)利相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116540221B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-08發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202210888200.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01S13/66；該發(fā)明授權(quán)相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法是由李紀(jì)三;周君;樊儒靖設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-07-27向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明提出一種相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法，屬于旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)領(lǐng)域。旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)通常利用TAS波束對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，波束寬度通常較窄，對(duì)于高機(jī)動(dòng)目標(biāo)，目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)容易造成失跟，通常對(duì)于近程目標(biāo)，采用多個(gè)波束形成一個(gè)大的波門(mén)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，但是會(huì)造成時(shí)間資源的浪費(fèi)。本發(fā)明對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行認(rèn)知，包括機(jī)動(dòng)檢測(cè)和機(jī)動(dòng)方向預(yù)測(cè)，檢測(cè)出目標(biāo)機(jī)動(dòng)后，根據(jù)跟蹤殘差預(yù)測(cè)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)方向，在機(jī)動(dòng)方向上增加一個(gè)增強(qiáng)波束，相比于傳統(tǒng)算法，跟蹤時(shí)間資源節(jié)省50％以上。

本發(fā)明授權(quán)相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.相控陣?yán)走_(dá)基于機(jī)動(dòng)認(rèn)知的TAS增強(qiáng)波束跟蹤方法，其特征在于： 步驟1.對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)： 步驟11.以勻速運(yùn)動(dòng)模型對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行建模： Xk+1＝FkXk+Γkvk 式中Xk為狀態(tài)向量，F(xiàn)k為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，Γk為系統(tǒng)過(guò)程噪聲輸入矩陣，vk為系統(tǒng)過(guò)程噪聲，服從零均值高斯分布，其協(xié)方差矩陣為Qk； 步驟12.對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行建模： Zk＝HkXk+Wk 式中Hk為量測(cè)矩陣，Wk為量測(cè)噪聲，假定為零均值高斯白噪聲，其協(xié)方差矩陣為Rk，Zk為k時(shí)刻的目標(biāo)的量測(cè)狀態(tài)xk，yk，zk，其中： 式中θ雷達(dá)極坐標(biāo)系下目標(biāo)k時(shí)刻的俯仰角，雷達(dá)極坐標(biāo)系下目標(biāo)k時(shí)刻的方位角，r雷達(dá)極坐標(biāo)系下k時(shí)刻的目標(biāo)與雷達(dá)的距離； 步驟13.利用卡爾曼濾波器計(jì)算跟蹤新息γk+1和新息的協(xié)方差Sk+1： Sk+1＝Hk+1Pk+1|kHHk+1+Rk+1； 式中Pk+1|k＝FkPk|kFHk+ΓkQkΓHk，其中Pk|k為目標(biāo)狀態(tài)的協(xié)方差矩陣，Pk+1|k為預(yù)測(cè)協(xié)方差矩陣； 步驟14.對(duì)目標(biāo)是否發(fā)生機(jī)動(dòng)進(jìn)行判決： 如果滿足下式： 則認(rèn)為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化，不再是勻速直線運(yùn)動(dòng)，式中γi為新息γk+1的第i個(gè)分量，K為機(jī)動(dòng)檢測(cè)系數(shù)，K＝3.5； 步驟2、預(yù)測(cè)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)方向： 將步驟1計(jì)算出來(lái)的殘差γk+1，轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系： 則殘差矢量為目標(biāo)機(jī)動(dòng)的方向?yàn)? 步驟3、確定增強(qiáng)波束的波位位置： 步驟31、計(jì)算主波束掃描的位置，利用下式對(duì)目標(biāo)下個(gè)時(shí)刻狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)： 式中為當(dāng)前目標(biāo)狀態(tài)的濾波值，F(xiàn)k為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，將轉(zhuǎn)為極坐標(biāo)系； 得出下次掃描的波束位置為式中x,y,z為的三個(gè)坐標(biāo)分量； 步驟32、計(jì)算增強(qiáng)波束波位的位置：假設(shè)雷達(dá)的波束寬度為2α，則在步驟2中預(yù)測(cè)的機(jī)動(dòng)方向，打一個(gè)與主波束一樣的波束對(duì)機(jī)動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行捕獲，增強(qiáng)波束的位置計(jì)算為： 步驟4、對(duì)主波束和增強(qiáng)波束內(nèi)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)： 雷達(dá)在目標(biāo)跟蹤時(shí)刻，在步驟3計(jì)算出的主波束和增強(qiáng)波束波位依次打兩個(gè)TAS波束，首先在主波束內(nèi)選點(diǎn)，與目標(biāo)航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，主波束沒(méi)點(diǎn)時(shí)在增強(qiáng)波束內(nèi)選點(diǎn)，如果增強(qiáng)波束內(nèi)也沒(méi)點(diǎn)，則啟動(dòng)失跟捕獲的任務(wù)，即在預(yù)測(cè)點(diǎn)周?chē)蚨鄠€(gè)波束，在更大范圍內(nèi)搜索目標(biāo)，如果關(guān)聯(lián)成功，重復(fù)步驟1～步驟4。

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