http___radartutorial.de_10.processing_sp20.tr.html_2.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 işaretlerini 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 (Airborne Collision Avoidance System, ACAS) için bir Trafik Çarpışma Önleme Sistemine (Traffic Collision Avoidance System, TCAS) katılabilirler. Bu kapsamda havacılıkta birincil ve ikincil radarların, denizcilikte ise sadece birincil radarların verileri kullanılır. Bir deniz radarının, bir otomatik hedef tanıma ve hedef izlemeyi yerine getirme yeteneği sıkça Otomatik Radar Çizim Yardımcısı (Automatic Radar Plotting Aid, ARPA) ya da kısaca ARPA-işlevselliği olarak adlandırılır. Bir hedefin koordinatlarının otomatik raporları bir çizit (plot) ya da bir iz (track) biçiminde aktarılmalıdır. Bir iz, çizite göre daha üstündür ve bir radarın bulunduğu sitenin yerel izleme sisteminden sağlanan bazı ilave verileri de içerir. „Yerel İzleyici” (Local Tracker) denilen sistemin amacı, hedefin radardan gelen güncel konumu ile izleyiciden gelen hedefin son tahmin edilen konumunun bir ağırlıklı ortalamasını alarak bir izi güncellemektir. 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, hedef kayıplarının ya da hatalı alarmların olduğu aktif gürültü kaynaklarının etkisi altındaki bir yerde bulunmak zorunda kalıyorsa, o zaman bu hedefin otomatik izlenmesi hayli güçleşir. Bir Radar İzleyicinin bu koşullar altında etkin bir şekilde çalışabilmesi için içinden seçim yapabileceği daha geniş bir akıllı algoritma yelpazesine sahip olması gerekir. İzlerin (hatta aynı anda yüzlerce hedefe ait izlerin) olabildiğince gerçek zamanlı yaratılması gerektiğinden işlemci kapasitesi yetersiz kalabilir ve dolayısıyla Radar İzleyicinin yeteneğini kısıtlayabilir. Radar İzleyici, ilk önce bir çizitin mevcut izlerden hangisine atanabileceğini (hangisi ile eşleştirilebileceğini) araştırır. İlk adım olarak, mevcut tüm izler, izin olası yeni koordinatları için önceden hesaplanmış „Beklenti Penceresinde“ (acceptance gate) bulunan mevcut çizitlerle güncellenir. Bu Beklenti Penceresi hedefin olası manevraları, uçuş hızı, ivmelenme yeteneği ile belirlenir. Bunun için hedeflerin farklı manevra davranışları kullanılır (örneğin, düz ya da kavisli rotada, sabit hızla ya da sabit ivmeyle hareket gibi). Bir çizit, Beklenti Penceresi ile bir ize atanabilir. Bir çizit, bir mevcut ize değişik yöntemler kullanılarak atanabilir: - Hedefin önceden hesaplanmış yeni koordinatlarının yakınına bir Beklenti Penceresi yerleştirilir ve: - önceden belirlenmiş konuma bu Beklenti Penceresindeki en yakın çizit, ya da - Beklenti Penceresindeki en kuvvetli işareti veren çizit seçilir; ya da - seçim, Beklenti Penceresi içinde bulunan tüm çizitler göz önüne alındığı bir istatistikî değerlendirme sonucu yapılır. (Bu yöntem kuvvetli gürültü koşullarının bulunduğu durumlar için uygundur). Bir çizit mevcut bir iz ile eşleştiğinde, bu veriler, bir yeni Beklenti Penceresi için hedefin bir sonraki konumunun önceki tahminlerden ve gerçek yeni koordinatlardan faydalanarak hesaplandığı İz Düzleştirme (Track Smooting) denilen bir seçim yordamına yollanır. Bu işlem sonunda herhangi bir izle eşleştirilemeyen çizitler İz Başlatma (Track Initiation) denilen bir kata yollanır. Güncellenemeyen izlerin İz Bakım (Track Maintenance) denilen bir katın içerisine alınmaları gerekir.