Grundlagen der Radartechnik

Tracking Process

Selon le taux de rotation de l’antenne et celui de répétition des impulsions du radar, les cibles seront illuminées plus ou moins souvent (voir Temps d'éclairement et nombre de coups au but dans le chapitre sur les notions de base). À chaque cellule de résolution pour chaque impulsion, le traitement du signal détermine la présence ou non d’une cible et produit un ensemble de données préliminaires pour le balayage complet. Le but du processus de poursuite est d’associer plusieurs rapports voisins de la même cible en une seule donnée.

Fusion de plusieurs détections

Souvent, les échos revenant de cellules de résolution voisines et associées à la même cible vont dépasser le seuil d’intensité prédéterminé pour le traitement radar. La série de seuils dépassés, et leur amplitude, sont alors utilisées pour l’interpolation de la position réelle de la cible. Les méthodes utilisées peuvent être :

• Fenêtre mobile (Interpolation)
• Corrélation du centre de masse (Moyenne pondérée) ;
• Comparaison avec une base de données : Ajuster les données à la dispersion angulaire probable d’une cible connue à une distance donnée selon l’angle d’ouverture du faisceau, la résolution en distance de l’impulsion ou la forme du filtre de vitesse Doppler.

Zone adaptable du taux constant de fausses alertes (TCFA)

Parce que la distribution de la surface équivalente radar des avions recoupe celle des oiseaux, et certaines cibles du fouillis radar, un nombre significatif de ces deux dernières vont passer le filtre moyen de détection des fausses alertes (FA) dans certaines cellules de résolution des données Doppler. L’utilisation d’une zone adaptable du taux constant de fausses alertes (TCFA) peut réduire ce problème.

Initialisation de trajectoire

Le début de poursuite de la trajectoire d’une cible se fait après trois balayages ou plus du radar afin de limiter les faux départs. Ces détections sont vérifiées pour leur correspondance avec une trajectoire estimée raisonnable de la direction et de la vitesse des cibles d’intérêt.

Lissage des trajectoires et extrapolation

La série temporelle de détections d’une cible donne souvent une trajectoire variant en direction et vitesse à cause du bruit ou aux erreurs de mesure. Le programme de traitement effectue un lissage pour en tirer des données plus constantes de déplacement et effectue ensuite une extrapolation de la position prévue au balayage suivant. Cette prévision peut être effectuée en utilisant un algorithme de traque de type α–β ou un filtre récursif de Kalman.

Vecteurs de trajectoire et mise à jour de celles-ci

Tous les vecteurs représentant les trajectoires de chaque cible sont conservés dans une matrice de données. Un vecteur contient généralement pour chaque détection de la cible :

• Position et amplitude du signal, vitesse radiale Doppler et temps de détection ;
• Trajectoire lissée et information sur la vitesse de déplacement de la cible ;
• Position et vitesse prévue pour le balayage suivant ;
• Indice de confiance sur l’analyse de trajectoire.

Au balayage suivant, les cibles détectées sont associées avec les trajectoires prévues et la matrice est mise à jour.

Fin d’une trajectoire

S’il est impossible de retrouver une cible après un balayage, sa trajectoire peut être gardée et une nouvelle prédiction sera faite pour le balayage suivant. Lorsque la cible manque à l’appel sur plusieurs balayages, sa trajectoire est terminée. Le critère pour mettre fin à une trajectoire dépend du type de radar.