Um Método de Integração Híbrido Baseado em SMC-PHD-TBD para Múltiplos Alvos de Alta Velocidade e Altamente Manobráveis em Radar Ubíquo

Baseado na característica do radar ubíquo que emite feixe largo de baixa ganho, é necessário um método de integração coerente de longo tempo (LTCI) para aumentar a capacidade de detecção de alvos. No entanto, alvos de alta velocidade e altamente manobráveis podem causar migração de frequência Doppler (DFM), migração de distância (RM) e ambiguidade de velocidade (VA), degradando severamente o desempenho do LTCI. Além disso, o número de alvos é desconhecido e variável, e a presença de desordem complica ainda mais o problema de rastreamento de alvos. Para enfrentar esses desafios, propomos um método de integração híbrido para alcançar a detecção e a estimativa conjuntas de múltiplos alvos de alta velocidade e altamente manobráveis. Primeiramente, compensamos a RM de primeira ordem usando a transformação de keystone (KT) e geramos os planos de sub-distância-Doppler (SRD) correspondentes com diferentes fatores de dobra para alcançar a compensação de VA. Esses planos SRD são então costurados juntos para formar um plano de distância-Doppler estendido (ERD), que abrange uma faixa de velocidade mais ampla. Em segundo lugar, durante o processo de rastreamento antes da detecção (TBD), o rastreamento é realizado diretamente no plano ERD. Utilizamos a aproximação de Monte Carlo sequencial (SMC) da densidade probabilística da hipótese (PHD) para propagar estados multi-alvo. Além disso, propomos um método de distribuição a priori adaptativa baseada em amplitude e um modelo de observação de modelo de espalhamento de linha (LSM) para compensar o DFM. Como a aceleração do alvo está incluída no estado da partícula, usar partículas para buscar DFM não aumenta a carga computacional. Para abordar a questão de classificar incorretamente alvos espelho como alvos reais no plano SRD, propomos um método de projeção de espaço de partículas. Ao empilhar os planos SRD para criar um espaço de distância-Doppler dobrada (FRD), as partículas são projetadas ao longo da dimensão do fator de dobra, e em seguida, as partículas são agrupadas para eliminar a influência dos alvos espelho. Por fim, através de experimentos de simulação, a superioridade do LSM para alvos com aceleração foi demonstrada. Em experimentos comparativos, o método proposto mostrou desempenho e robustez superiores em comparação aos métodos tradicionais, alcançando um equilíbrio entre desempenho e eficiência computacional. Além disso, a capacidade do método proposto de detectar e rastrear múltiplos alvos de alta velocidade e altamente manobráveis foi validada usando dados reais de um sistema de radar ubíquo.