http___radartutorial.de_10.processing_sp20.tr.html_1.xml
1.1 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 10.2 10.3 11.1 11.2 11.3 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 16.2 17.1 18.1 18.2
Local Tracking Recent radars can create plots and tracks automatically using radar echo signals. The system can calculate the tracked object's course, speed and closest point of approach (CPA). These radars can be included into a traffic collision avoidance system to avoid of collision with the other aircraft (airborne collision avoidance system, or ACAS). In aviation are used data of primary and secondary radar, in maritime radars the data of primary radar only. Local tracking in maritime radars is called Automatic Radar Plotting Aid (ARPA or ARPA-functionality). Radar target reports shall be transmitted either in the form of plots or tracks. A track is a superset of a plot, containing additional data generated by a local tracking system at the radar site. The local tracker attempts to update the track by forming a weighted average of the current reported position from the radar and the last predicted position of the target from the tracker. Each plot is checked against the tracked targets and if certain criteria are fulfilled the plot is associated with a tracked target. Any plots that are not associated with a tracked target may be used for acquisition of new tracks. antenna revolution time, or plot/track update time Figure 1: Plot estimation antenna revolution time, or plot/track update time Figure 1: Plot estimation Tracking is made particularly difficult for targets with unpredictable movements, detection in the presence of non-uniformly distributed clutter or even jamming, missed detections or false alarms. A radar tracker typically uses an increasingly sophisticated set of algorithms to resolve these problem. Due to the need to form radar tracks in approximately real time, usually for several hundred targets at once, the deployment of radar tracking algorithms has typically been limited by the available computational power. The radar tracker seeks to determine which plots should be used to update which tracks. The first step in the process is to update all of the existing tracks to the current time by predicting their new position based on the most recent state estimate (e.g. position, heading, speed, acceleration, etc.) and the assumed target motion model (e.g. constant velocity, constant acceleration, etc.). Having updated the estimates, it is possible to try to associate the plots to tracks. This can be done in a number of ways: - By defining an “acceptance gate” around the current track location and then selecting: - the closest plot in the gate to the predicted position, or - the strongest plot in the gate - By a statistical approach that choose the most probable location of plot through a statistical combination of all the likely plots. This approach has been shown to be good in situations of high radar clutter. Once a track has been associated with a plot, it moves to the track smoothing stage, where the track prediction and associated plot are combined to provide a new, smoothed estimate of the target location. Having completed this process, a number of plots will remain unassociated to existing tracks and a number of tracks will remain without updates. This leads to the steps of track initiation and track maintenance.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1
Otomatik Hedef İzleme (Yerel İzleme) Günümüzdeki radarlar yankı sinyallerini kullanarak çizitleri ve izleri otomatik yaratırlar. Sistem izlenen nesnenin rotasını, hızını ve radarın bulunduğu yere yaklaşacağı en yakın noktayı (Closest Point of Approach, CPA) hesaplar. Bu radarlar diğer uçaklarla çarpışmayı önlemek için Trafik Çarpışma Önleme Sistemine (Traffic Collision Avoidance system, TCAS) katılabilirler. Bu iş için havacılıkta birincil ve ikincil radarların, denizcilikte ise sadece birincil radarların verileri kullanılır. Bir deniz radarının hedef tanıma ve hedef izleme yeteneği sıkça Otomatik Radar Çizme Yardımı (Automatic Radar Plotting Aid, ARPA veya ARPA-işlevselliği) olarak adlandırılır. Bir hedefin koordinatları çizitler (plots) ya da izler (tracks) vasıtasıyla otomatik olarak aktarılmalıdır. Bir iz, çizite göre radarın yerel izleme sisteminden sağlanan bazı ilave verileri de içerir. „Lokal İzleyici (Local Tracker)” denilen sistemin amacı hedefin önceden hesaplanan koordinatları ve radardan gelen son koordinatlar ile bir ağırlıklı ortalama yaparak izin bir güncellemesini yapmaktır. Her bir çizitin bu anlamda mevcut bir ize uyup uymadığı araştırılır. Eğer belirli ölçütler uyuyorsa bu çizit bu izi güncellemek için kullanılır. Hiçbir iz ile ilişkilendirilemeyen çizitler sonradan yeni çizitler yaratmak için kullanılabilirler. antenin dönüş süresi, ya da çizit/iz için güncelleme zamanı Resim 1: Yeni koordinatların beklenti-penceresi antenin dönüş süresi, ya da çizit/iz için güncelleme zamanı Resim 1: Yeni koordinatların beklenti-penceresi Eğer bir hedef öngörülemeyen bir manevra yaparsa, radarın çok yakın bölgesinde rastgele dağılmış bir gürültünün içinde bulunuyorsa veya zorunlu olarak aktif gürültü kaynaklarının etkisi altındaki hedef kayıplarının ya da hatalı alarmlar bulunduğu bir yerde bulunuyorsa bu hedefin izlenmesi hayli güçleşir. Bir Radar İzleyicinin bu koşullar altında etkin bir şekilde çalışabilmesi için elinde bulunun gelişmiş algoritmalar içinden bir seçim yapmalıdır. İzlerin (hatta aynı anda yüzlerce hedefe ait izlerin) olabildiğince gerçek zamanlı yaratılması gerektiğinden işlemcinin kapasitesi yetersiz kalabilir ve bu Radar İzleyicinin yeteneğini kısıtlayabilir. Radar İzleyici, ilk önce bir çizitin olası yeni koordinatları önceden hesaplanan beklenti-penceresinde („acceptance gate”) bulunan mevcut izlerden hangisiyle eşleşebileceğini araştırır. Bu beklenti penceresinin boyutu hedefin olası manevraları, uçuş hızı, ivmelenme yeteneğine bağlıdır. Bu nedenle hedeflerin manevra davranışlarının (örneğin bir sabit hızla mı ya da sabit bir ivmeyle mi, düz rotayla mı yoksa eğri rotayla mı) değişik modelleri kullanılır. Güncellemeleri takiben beklenti penceresindeki bir çizit bir ize eşleşir. Bir çizitin mevcut bir iz ile eşleşmesi değişik yöntemlerle yapılır: - Hedefin önceden hesaplanan koordinatlarının yakınına bir beklenti-penceresi yerleştirilir ve - hesaplanan konuma bu penceredeki en yakın çizit veya - beklenti penceresindeki en kuvvetli sinyali veren çizit seçilir; ya da - seçim beklenti-penceresi içinde bulunan çizitler göz önüne alınarak bir istatistikî değerlendirme sonucu yapılır. (Bu yöntem kuvvetli gürültü koşullarının bulunduğu durumlar için uygundur.) Bir çizit mevcut bir çizit ile eşleştiğinde veriler, hedefin bir sonraki konumu için bir yeni beklenti-penceresinin gerçek konumunun hesaplandığı İz Düzleştirme (Track Smooting) denilen bir seçme katına yollanır. Bu işlem sonunda herhangi bir izle eşleşemeyen çizitler kalmışsa bunlar İz Başlatma („Track Initiation”) denilen bir kata yollanır. Güncellenemeyen izlerin ise İz Bakım („Track Maintenance”) denilen katın içerisine alınmaları gerekir.