跟踪站用于跟踪和测量（）_自动跟踪的位置坐标：跟踪扫描和跟踪过滤
这是昨天的“单一目标跟踪，涉及多个基本知识点”的后半部分。
1跟踪扫描
跟踪扫描是搜索和跟踪的良好组合。为了搜索目标，雷达反复扫描一个或多个条形栅格。每次扫描都独立于所有其他扫描。每当检测到目标时，雷达通常会为操作员和TWS功能提供目标范围自动测量设备，多普勒，方位角和俯仰的估计值。对于任何单个测试，估计值统称为观察值。
在纯搜索中，操作员必须确定当前扫描中检测到的目标与先前扫描或扫描中检测到的目标是否相同。但是使用TWS时，会自动做出此决定。
在连续扫描过程中，TWS会准确跟踪每个有效目标的相对飞行路径。该过程通过五个步骤进行迭代处理：预处理，关联，跟踪开始和删除，过滤以及门形成。
预处理：在此步骤中，对每个新观察值执行两项重要操作。首先，如果在先前的扫描中检测到具有相同距离，距离变化率和角位置的目标，则将观察结果合并。其次，如果尚未如此引用，则将每个观测值转换为固定坐标系，例如蓝色面板中描述的NED。
角度估计方便地表示为方向余弦。在这种情况下，这些是目标方向与N，E和D轴之间的角度的余弦值。通过将它们乘以相应的方向余弦，可以将范围和距离率投影到N，E和D轴上。
相关：此步骤确定是否应将新观测值分配给现有轨道。根据到目前为止分配给轨道的观测结果，跟踪滤波器将轨道每个参数的N，E和D分量的值准确地扩展到当前观测时间。然后，过滤器会在下次观察时预测这些成分的值。
根据滤波器得出的精度统计信息，将缩放到测量和预测的最大误差的门放置在轨迹预测的每个组件周围，如图31-17所示。如果下一个观测值落在轨道的所有门内，则将观测值分配给轨道。
当然，当收到间隔很近的观测结果时，分配中可能会发生冲突。为解决这些冲突，通过归一化并组合观测值所有组成部分的测量值和预测值之间的差异，来计算每个观测值与跟踪值（或跟踪值）之间的统计距离。
每条轨道都位于门的中央，其半径对应于测量和预测之间的最大统计距离。
在这种情况下应用的限制是，对于落入现有轨道门内的观测，无法启动临时跟踪。
轨道的创建或删除：当新的观测值（例如图31-19中的门不适合现有轨道）时，将创建一个临时的新轨道。如果下一次扫描（或者可能是之后的下一次扫描），则第二次观察与该轨迹有关，则确认该轨迹。如果不是，则该观察被认为是错误警报并被丢弃。同样，如果对于给定的扫描次数，没有新的观测值与现有轨迹相关联，请删除轨迹。
过滤：这类似于在单个目标跟踪中执行的过滤。根据每个跟踪的预测与新测量值之间的差异，更新跟踪，进行新的预测，并得出观测和预测准确性的统计信息。
门的形成：根据滤波器得出的预测和精度统计数据，形成一个新的门并将其提供给相关函数。
由于过滤，观察目标的时间越长，新门的定位就越准确，并且计算出的跟踪与实际跟踪越接近。
2跟踪过滤器
跟踪过滤器根据跟踪雷达的测量值估算目标跟踪的轨迹。由于这是一种估计，因此会受到测量和过程误差的影响，但其目的是尽可能准确地确定目标轨迹。通常，将预测和校正的组合用于完成跟踪过滤。图31-20说明了包括跟踪过滤的组件。
图31-20中的星星代表对以恒定速度运动的目标的一系列测量。根据测量结果，过滤器可以预测下一次测量中目标的可能位置。通过将预测位置与测量位置进行比较，可以选择一个新的平滑位置，该位置表示测量噪声与过程噪声（来自预测过程）之间的折衷。此过滤过程可以写为：
成为跟踪过滤器下一周期的预测。图31-21显示了α的选择如何导致不同的行为。
更复杂但性能更好的滤波器使用α-β跟踪滤波器形式，将位置和速度测量结合在一起。
α-β跟踪滤波器。前述表示简单滤波过程的方程将始终具有滞后于数据的输出，因为预测仅基于先前的位置测量。 α-β滤波器通过额外使用多普勒或速度信息克服了这一问题。为了速度，我们有
是两次更新之间的时间。和方程称为α-β跟踪滤波器方程，可以通过以下公式获得新的校正位置
是新的校正位置，它是从先前的平滑位置和速度值得出的。这些方程式组合在一起，形成了跟踪滤波器核心中最常见的预测校正器结构。
α和β的选择是在降低对噪声的敏感性和降低对目标运动变化（操纵）的敏感性之间的权衡。 α和β的值越大，跟踪噪声越大，但对目标运动的变化更敏感。通常，α和β将在0.1和0.9之间，其选择取决于用户要求和随后的系统设计约束。
对于许多跟踪问题，α-β跟踪滤波器提供了足够的解决方案。但是，对于更复杂的情况，α和β的常数也受到限制。卡尔曼滤波器是α-β跟踪滤波器的扩展，其中α和β是变量。通过设置变量，可以最小化测量和处理噪声的差异。卡尔曼跟踪滤波器也是预测校正器的一种形式。
3摘要
对于单个目标跟踪，半独立跟踪循环通常需要提供范围，多普勒频率，方位角和仰角。每个周期包括四个基本功能：测量，过滤，控制和系统响应。
通过获取目标回波的早期和晚期样本之间的差异来测量距离跟踪误差；多普勒跟踪误差是通过取两个相邻多普勒滤波器的输出之差来测量的;角度跟踪误差是通过两个天线瓣接收到的回波之间的差来测量的。
每次测量的比例因子通常由跟踪误差的测量值与真实值之间的曲线表示，这称为判别式。由于已标准化，因此测量将在很大程度上与信号强度无关，并且不需要精确测量电压或功率。
连续测量通过一个低通滤波器，并根据信噪比，潜在的目标机动和飞机自身的机动不断调整其增益和截止频率，以消除尽可能多的噪声而无需在后面引入太多的噪音。
根据滤波器的输出进行计算以生成一条指令，以将跟踪误差减小到零。对于距离跟踪，此命令可以调整雷达的采样时间。对于多普勒跟踪，它将改变接收回波的频率；为了进行角度跟踪，它将先于天线稳定系统的速率陀螺仪。
在扫描时间跟踪中，就像在单个目标跟踪中一样，通过过滤其参数来跟踪在连续搜索扫描中检测到的目标。对于每条轨迹自动测量设备，都使用基于过滤参数的门来确定是否应将新的检测结果分配给现有轨迹，或者是否应为其建立新的试验性轨迹以及是否应丢弃任何现有轨迹。
跟踪滤波器用于平滑，真实地估计目标的精确位置和轨迹。 Alpha-beta滤波器和Kalman滤波器是用于跟踪的预测校正器方法的示例，在许多跟踪雷达系统中都很常见。
