# 雷达数据处理流程与关键逻辑说明 > 适用对象：本仓库 `data_process_class_dll`（X256 雷达数据处理动态链接库） --- ## 0. 一页速览 | 环节 | 输入 | 处理 | 输出 | |---|---|---|---| | ① 前处理 | 一帧原始点迹（TWS 或 TAS） | 单位换算、缓存、判圈 | 处理模式码 0/1/2/3 | | ② 调度 | 模式码 | 分流到 TWS / TAS 通道 | — | | ③ 凝聚 | 单 CPI 或相邻两 CPI 点迹 | 同类点合并（保幅度大者） | 凝聚点迹表 | | ④ 关联 | 凝聚点迹 + 已有航迹 | IMM 交互 → 波门筛选 → 最近邻一对一 → EKF 更新 | 更新航迹 + 剩余点迹 | | ⑤ 起始 | 剩余（未关联）点迹 | 逻辑法（每圈顺序固定）：点 × ≥2 点临时航迹关联 → 点 × 1 点航迹头关联 → 剩余点转新航迹头 → 达标临时航迹起批 | 新可靠航迹 + 更新后的临时航迹表 | | ⑥ 外推/消亡 | 未关联航迹 | 未到外推上限则按数据率预测一帧并输出，超限只累加轮数、不再预测也不再输出（TWS 上限 3 轮；TAS 判据方向相反，相扫 5 / 机扫 48 轮起才预测） | 本圈有更新的航迹（含补点行）/ 消亡批号 | | ⑦ 波束控制 | TAS 队列 + 航迹 | 数据率门控 + 队列调度 → 位置外推 | 跟踪波束指令 | **贯穿全流程的三条主线** 1. **时间主线**：所有时间戳为 64 位毫秒（CPI/GNSS），参与运算时除 1000 转秒；ΔT = 点迹时间 − 航迹时间，ΔT 的正负决定"有效更新 / 只消费不更新 / 跳过"。 2. **状态主线**：每条可靠航迹维护一套 IMM（3 个 Singer 模型）状态 [x, vx, ax, y, vy, ay]，x/y 两轴解耦，量测为「距离-方位-径向速度」三维 EKF。 3. **生命周期主线**：可靠航迹的消亡分两种判据——**TWS 普通航迹自 V1.5.8 起按航迹质量**（`Quality < TRACK_DIE_QUALITY` = 0.3），**重点目标按外推轮数**（判据 `> 10`）、**TAS 按外推轮数**（判据 `> 阈值`：相扫 10 / 机扫 96 圈）；临时航迹靠"缓存圈数 buff_round"消亡。 --- ## 1. 总体数据流 ```mermaid flowchart TD IN["宿主逐波位/逐CPI送入 DataRev[150]"] --> DP["data_preprocess 前处理与判圈"] DP -->|"model=2 TWS未满圈"| M2["滑窗凝聚（只凝聚，不关联）"] DP -->|"model=1 TWS满一圈"| M1["TWS 通道"] DP -->|"model=3 TAS数据"| M3["TAS 通道"] M2 --> BUF["本帧凝聚结果留作下一圈缓存"] M2 --> PR["上一帧凝聚点 → point_recv（参与下一圈关联）"] M1 --> A1["IMM 交互 + 波门筛选 + 最近邻关联 + EKF 更新"] A1 --> A2["未关联航迹外推 / 超限消亡"] A2 --> A3["剩余点迹 → 逻辑法起始：点×临时航迹 → 点×航迹头 → 剩余点转航迹头 → 起批"] A3 --> OUT1["输出更新航迹 + 起批航迹历史点 + 消亡批号"] M3 --> B1["TAS 凝聚（单帧）"] B1 --> B2["仅对指定批号航迹做关联/EKF 或外推"] B2 --> B3["TAS 超时消亡"] B3 --> OUT2["输出该批号航迹"] OUT1 --> BC["Beam_Ctrl 波束控制"] OUT2 --> BC BC --> OUT3["TrackingBeam：距离/方位/俯仰/批号"] ``` --- ## 2. 入口前处理与"判圈" ### 2.1 前处理动作 对每一个输入点迹统一做下面几件事（TWS 与 TAS 相同）： | 动作 | 说明 | |---|---| | 单位换算 | 方位 度 → 弧度（内部统一弧度，输出再转度） | | 高度折算 | `Height = Range · sin(Elevation)`（由量测俯仰直接折算，不经坐标滤波） | | 字段搬运 | 幅度、SNR、RCS、时间戳、频点号、PRI、俯仰波位、十字星数据（`speed_dim[129]`/`range_dim[8]`）全部透传 | | 使用标记 | 全部置 0（未使用） | | 数量保护 | TWS：`min(Point_Sum, 150)`；TAS：`clamp(Point_Sum, 0, 150)` | | 全局时间 | 每次调用都用本帧首点的 CPI 时间刷新"最新时间戳"，供 TAS 外推/波束使用 | ### 2.2 判圈逻辑（决定走哪条通道） ```mermaid flowchart TD A["收到一帧点迹"] --> B{"point_type ?"} B -->|"0 = TWS"| C["写入 TWS 缓存"] C --> D{"判圈条件成立 ?
相扫: Beam_index_aiz <= last_beam_num
机扫: Beam_index_aiz == 0"} D -->|"是"| E["return 1：满一圈，执行 TWS 航迹处理"] D -->|"否"| F["return 2：未满圈，仅做滑窗凝聚"] B -->|"1 = TAS"| G["写入 TAS 缓存
记录 TAS 批号与本帧时间戳"] G --> H["return 3：TAS 处理"] B -->|"其它"| I["return 0：无效数据，丢弃"] ``` **要点** - 判圈条件按扫描体制区分（3e6763c，源码用 `#ifdef PHASE_SCANNING` 编译期隔离）： - **相扫**：比较前后两帧方位波位号，当前帧 `Beam_index_aiz <= last_beam_num` 判为满一圈；`last_beam_num` 参与判断，`track_clear_all()` 复位为 INT_MAX，故**清空后/首帧即判满一圈**； - **机扫**：判 **波位号为 0**（7d5a56f 起），避免转台反转时波位号变小导致误判一圈完成（代码中保留了旧判断的注释）；该分支下 `last_beam_num` 仍被赋值但不参与判断。 - 机扫下波位号 0 是每圈的起始波位，因此**每圈恰好触发一次 model=1**。 - TAS 数据不参与判圈，**每来一帧就处理一次**（TAS 是调度的跟踪波位，本身就是单目标 CPI）。 ### 2.3 调度：model 与动作的对应 | model | 触发 | 实际执行的动作（顺序固定） | |---|---|---| | 2 | TWS 未满圈 | 两帧滑窗凝聚；缓存本帧点迹 | | 1 | TWS 满一圈 | ① 关联/滤波/外推 ② 航迹消亡 ③ 航迹起始 | | 3 | TAS 帧 | ① TAS 凝聚 ② TAS 关联/外推 ③ TAS 消亡 | | 0 | 非法类型 | 无 | > 顺序很关键：**消散在起始之前**，消亡腾出的资源不会与本圈更新冲突；**起始在最后**，只有"没被任何可靠航迹用掉"的点迹才有资格起批。 --- ## 3. 点迹凝聚 ### 3.1 目的与判据 同一目标在相邻波位/相邻 CPI 上会分裂成多个点，需先合并（保留幅度最大者，其余标记删除）。 | 模式 | 距离门限 | 方位门限 | 速度门限 | |---|---|---|---| | 近程 `work_mode==0` | ≤ 80 m | ≤ 6°（按环绕最小角差） | ≤ 2 m/s | | 中/远程 `work_mode!=0` | ≤ 80 m | ≤ 6° | 不约束 | 方位差按环绕处理： ``` Δθ = min( |θ0 − θ1| , 2π − |θ0 − θ1| ) ``` ### 3.2 合并规则（链式比较） ```mermaid flowchart TD A["两两比较点迹 (0, i)"] --> B{"距离/方位/速度
均在门限内?"} B -- 否 --> Z["跳过"] B -- 是 --> C{"幅度：点0 < 点i ?"} C -- 是 --> D["点0 标记删除
并把点i 的 R/方位/V/幅度
接管为当前基准值"] C -- 否 --> E["点i 标记删除"] D --> F["后续比较以幅度更大者为基准（链式凝聚）"] E --> F F --> G["统一删除：被标记点 + 量程外点
r < 100 m 或 r > 100000 m"] ``` ### 3.3 TWS 两帧滑窗（关键机制） ```mermaid flowchart TD A["上一帧缓存点（区号=1）"] --> C["合并成同一张表"] B["本帧新点（区号=2）"] --> C C --> D["整表凝聚 + 量程过滤"] D --> E{"点的区号"} E -->|"1（较早的点）"| F["输出到 point_recv
→ 本圈参与关联/起始"] E -->|"2（本帧的点）"| G["留在缓存中
→ 与下一帧合并后再输出"] F --> H["缓存清空，本帧剩余点成为新缓存"] ``` **为什么这样设计** - 相邻两个 CPI 的同一目标点会落在不同帧里，单帧凝聚无法合并 → 延迟一帧输出，换取跨 CPI 的分裂点合并； - 代价是关联/起始用的是"上一帧"的点，时间上滞后一圈，但由于后续所有 ΔT 都按真实 CPI 时间戳计算，滤波本身不受影响； - 因此 TWS 通道的正常节奏是：**未满圈 model=2 只做凝聚 + 缓存；满圈 model=1 用上一帧凝聚结果做关联与起始**。 > TAS 凝聚为**单帧**不缓存，门限恒为「距离 ≤ 80 m、方位 ≤ 6°、速度 ≤ 2 m/s」，之后同样做量程过滤。 --- ## 4. TWS 点航关联与滤波（model=1 的核心） ### 4.1 处理骨架 ```mermaid flowchart TD A["全部可靠航迹"] --> A1["IMM 交互（mix）"] A1 --> B["滤波前先统一置 point_flag=0（本圈默认未关联实点）"] B --> C["逐航迹 × 逐点：算 ΔT、三个模型马氏距离 d1/d2/d3"] C --> D{"波门判定
统计距离波门 thd_d + 高度门限 thd_h + 距离门限 thd_r"} D -- 通过 --> E["记入候选表（含 d_min = min(d1,d2,d3)）"] D -- 不通过 --> F["丢弃该候选对"] E --> G["最近邻：反复取全表 d_min 最小者"] G --> H["该航迹本圈候选全部移除
该点迹候选全部移除
（一对一）"] H --> I{"ΔT > 0 ?"} I -- 是 --> J["三模型 EKF 更新 → 模型概率更新 → 融合输出
更新航迹时间/点信息/高度平滑
Extrapolate_round=0, point_flag=1"] I -- 否 --> K["不更新状态、不刷新航迹时间
但把该点迹标记为已使用（消费掉）"] J --> L{"还有候选?"} K --> L L -- 有 --> G L -- 无 --> M{"未关联航迹（point_flag==0 且非手动TAS）：
Extrapolate_round ≤ MAX_EXTRAPOLATE_NUM ?"} M -- 是 --> M1["按数据率 Singer 预测一帧
推进航迹时间，Track_Update_Flag=1"] M -- 否 --> M2["不预测、不推进时间
仅 Extrapolate_round+1，Track_Update_Flag=0"] M1 --> N["只输出 Track_Update_Flag==1 的航迹行并清零该标志
（其后由 track_init 追加起批历史点）"] M2 --> N ``` ### 4.2 波门（统计距离、高度、距离三类都通过才算候选） **（1）统计距离波门 thd_d**——按航迹距离分段收紧高机动模型（`ASSO_THORD = 4`）： | 航迹距离 r_track | 模型 1 / 2 | 模型 3 | |---|---|---| | ≤ 500 m | d² < 16 | d² < 16/1000（≈ 关闭，抑制近程高机动模型的乱关联） | | 500 ~ 1000 m | d² < 16 | d² < 16/100（收紧） | | ≥ 1000 m | d² < 16 | d² < 16 | > ⚠ **门限语义**：代码里 d 已经是马氏距离平方，判据又写作 `d*d < ASSO_THORD*ASSO_THORD`，`ASSO_THORD = 4` 时等效于 **d < 4**（而非 √d < 4）。调整 ASSO_THORD 时务必记住这一层"二次方"（该行为在 BUG-20 中被识别，有意保留）。 **（2）高度门限 thd_h**（e0bf227 起在 TWS 侧生效）——|h_track − h_point| 按航迹距离分段： | 航迹距离 r_track | 高度差门限 | |---|---| | ≤ 1000 m | 150 m | | 1000 ~ 2000 m | 200 m | | 2000 ~ 3000 m | 250 m | | 3000 ~ 5000 m | 300 m | | > 5000 m | 不约束 | > 该门限此前在 `track_asso.cpp` 中整块被注释、`d_h` 恒为 1（等于不生效），现改为独立布尔量 `thd_h` 参与判定，取值与 TAS 通道一致，用于压制俯仰测量跳变引起的错误关联。 **（3）距离门限 thd_r**——抑制远距离突跳。用航迹-点迹弦距 R 与航迹位移 VT = v_track·ΔT 判断： ``` VT < 100 且 R > 300 → 拒绝（慢速目标不允许 300 m 以上的跳变） 100 ≤ VT ≤ 300 且 R/VT > 3 → 拒绝（允许的跳变与速度位移成比例） VT > 300 且 R > 1200 → 拒绝（高速目标给固定 1200 m 上限） ``` **（4）俯仰门限 d_p**：分距离段 7°/5°/10° 的逻辑仍被注释停用，不参与判定（其作用已由高度门限覆盖）。 > 实现要点：三类判据分别算成 `thd_d` / `thd_h` / `thd_r` 三个布尔量，最后以 `thd_d && thd_h && thd_r` 决定是否记入候选表（e0bf227 起；此前三者混写在一个长 `if` 条件里）。 ### 4.3 最近邻（NN）选取规则 - 候选对按 `d_min = min(d1, d2, d3)` 排序，**每轮取全表最小值**； - 选中后，候选表中"该航迹的全部候选"和"该点迹的全部候选"一并删除 → **每条航迹每圈最多关联一个点，每个点最多被一条航迹使用**； - 直到候选表为空或遍历完航迹数。 ### 4.4 ΔT ≤ 0 的特殊处理（当前行为） ΔT = （点迹 CPI 时间 − 航迹 T_track）/1000 ≤ 0，典型场景是"航迹刚被 TAS 点迹更新过，本圈 TWS 点迹时间更早"或"重复时间戳"。 | 环节 | 行为 | |---|---| | 是否参与最近邻比较 | **参与**（仍可能与最小 d 一起被选中） | | IMM/EKF 更新 | **不执行**，X1/X2/X3、P1/P2/P3、模型概率均保持原值 | | 航迹时间/点信息 | **不刷新**（T_track、GNSS_time、关联点信息、幅度/SNR/RCS 都不变） | | 新鲜度标志 | `point_flag` 保持 0、`Extrapolate_round` 不归零、`associate_point_number` 不递增 | | 本圈后续 | 该航迹本圈不再关联其它点迹；由于 point_flag 仍为 0，**在随后的外推环节被推进一帧**（未超外推上限时；超限后只累加轮数、不再预测也不输出该行） | | 点迹归属 | 该点迹被标记"已使用"消费掉 → **不会再进入航迹起始**，避免生成虚假 TWS 航迹 | ### 4.5 关联成功后的更新内容 1. 三个模型的 EKF 状态/协方差更新； 2. 模型概率按新息协方差似然更新（见第 5 节）； 3. 航迹时间 T_track / GNSS 时间跟进到该点迹； 4. 关联点信息（距离/方位/俯仰/径向速度/PRI）、幅度、SNR、RCS、归一化幅度 `amp_asv_point`、速度维 FFT 点数 `prn_fftn_point`、俯仰波位、十字星数据刷新； 5. **高度维平滑**（见 4.6）； 6. `Extrapolate_round = 0`、`point_flag = 1`、`associate_point_number += 1`、`Track_Update_Flag = 1`（输出门控，见 4.7 末）。 ### 4.6 高度平滑 关联实点后把点迹高度压入滑窗，输出高度取最近 w 个点的均值（不足 w 个则全平均）： | 点迹距离 | 窗口长度 w | |---|---| | ≤ 1000 m | 5 | | 1000 ~ 2000 m | 6 | | 2000 ~ 4000 m | 7 | | > 4000 m | 9 | > 距离越远俯仰测量跳变越大，窗口随之放长；仅 TWS/TAS 关联到实点时才刷新，外推补点不改变高度。 ### 4.7 未关联航迹的外推（含外推圈数上限） 对 `point_flag == 0` 且 `manual_tracking_flag == 0` 的航迹（含 ΔT≤0 被消费的情形），按 `Extrapolate_round` 分两支（50e0b5c）： **（1）未到上限**：`Extrapolate_round <= MAX_EXTRAPOLATE_NUM`（机扫/相扫均为 3）时照常外推： - 推算步长取运行时数据率：`work_mode` 0/1/2 → `DATA_RATE_SHORT / MIDDLE / FAR`（秒）； - 用各子模型的 Singer F、Q 推进一帧（**不做量测更新**）； - `T_track`、`GNSS_time` 各推进 ΔT×1000 毫秒； - `Extrapolate_round += 1`，`point_flag = 0`（补点/虚点），`Track_Update_Flag = 1` → 本圈作为补点行输出。 **（2）已超上限**：判据不再成立时**不再做 Singer 预测、不推进航迹时间**，只执行： - `Extrapolate_round += 1`、`point_flag = 0`、`Track_Update_Flag = 0` → 本圈**不输出**该航迹（航迹仍留在航迹表中，等消亡判据命中）。 **输出门控（50e0b5c）**：TWS 输出航迹的循环改为「`Track_Update_Flag == 1` 才输出，输出后清零」，即每圈只输出**本圈关联到实点或成功外推**的航迹；此前是每圈把航迹表中全部可靠航迹各输出一行。门控只判更新标志、不判 `manual_tracking_flag`，因此手动转 TAS 的航迹若本圈在 TWS 侧关联到实点，仍会经 TWS 通道输出。 > **普通 TWS 航迹的消亡改由质量决定（V1.5.8）**：`track_die.cpp` 对 `Track_Mode==0 && primary_target_flag==0` 的航迹改用 `Quality < TRACK_DIE_QUALITY`（0.3）判消亡，因此外推超限后航迹仍会驻留，直到质量衰减到门限以下；`Extrapolate_round` 继续每圈 +1 但不再决定普通 TWS 航迹的存活。重点航迹（10 圈）与 TAS（相扫 10 / 机扫 96）不变。 > > 质量在外推环节按未更新时长二次衰减（`Unupdated_time` 累计，ΔT 由 `work_mode` 数据率决定），且该计算位于外推上限判断之外，故上限内、外都会衰减。 > > **TAS 通道的判据方向相反**（`track_asso_tas.cpp`）：`Extrapolate_round >= MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS` 时才做预测、推进航迹时间并置 `Track_Update_Flag = 1`；未达该轮数时只累加圈数（不预测、不输出）。即 TWS 是"先外推、到上限后停"，TAS 是"先不预测、到轮数后才开始外推"，详见 7.2 与第 10 节；TAS 不维护航迹质量。 --- ## 5. 航迹起始（逻辑法） ### 5.1 状态机（每圈按 ①→⑤ 的固定顺序执行） ```mermaid flowchart TD A["本圈未被可靠航迹关联的点迹"] --> A0["临时航迹所有点的 buff_round +1"] A0 --> B["① 点 × ≥2 点临时航迹关联（三点及以上）
EKF 统计距离 + 折角 + 多普勒同号
命中 → 复制原航迹 + 追加新点"] B --> C["② 点 × 1 点航迹头关联（两点起始）
速度区间 + 多普勒一致性
命中 → 两点卡尔曼初始化 → 2 点临时航迹"] C --> D["③ 删除 Use_Flag==1 的点迹
剩余点全部转成新航迹头（1 点，buff_round=1）
当圈不再参与关联"] D --> E{"④ 长度 ≥ 起批点数
且 ≤10 且不在起批屏蔽区?"} E -- 是 --> F["同源去重（保留末点 d 更小者）"] F --> G["三点卡尔曼初始化 → 分配航迹号 1~500
IMM 三模型同状态，u=1/3"] G --> H["输出该航迹的历史点（前 N 个点）"] E -- 否 --> I["留在临时航迹表，下一圈继续关联"] H --> J["⑤ 临时航迹消亡（不对外输出）
末点 buff_round > 2 或 长度 ≥ 10"] I --> J ``` **每圈顺序不可颠倒（`track_init.cpp` L49-126）**：点迹**先**做点-临时航迹关联（延长已有 ≥2 点临时航迹），**再**做点-航迹头关联（产生新的 2 点临时航迹），两阶段都结束后才把未被消费的点迹转成新航迹头，最后才把长度达标的临时航迹转可靠航迹，消亡放在最末。由此可得： - 当圈新建的 2 点临时航迹**不可能当圈起批**——长度不足，且新点 `buff_round=1` 要到下一圈才具备关联资格； - 当圈刚被延长到达标长度的临时航迹**可以当圈起批**（第 ④ 步在第 ① 步之后执行）； - 两个关联阶段**互不排斥**：都只把命中的点迹标记 `Use_Flag=1`，航迹头阶段不检查临时航迹阶段留下的标记，因此同一点迹可同时延长一条临时航迹、又开启一条 2 点临时航迹，只有走完两阶段后才统一删除被标记的点迹。 > 第 ⑤ 步的消亡判据对**未起批**的临时航迹生效；已起批的航迹在第 ④ 步中已从临时航迹表移除。 ### 5.2 关联判据汇总 每圈按 **① 点-临时航迹关联 → ② 点-航迹头关联** 的顺序依次执行，两阶段的关联判据如下。 **阶段①：点 ↔ ≥2 点临时航迹（三点及以上）** ``` |r_point − r_末点| ≥ 5 m 距离差硬门限（近距点不参与） d ≤ 8（代码写作 d² ≤ TRACK_START_THRESHOLD²=64） 3 维 EKF 统计距离波门 α < ALPHA_START = 60° 折角：最近三点连线夹角 v_r,point · v_r,末点 > 0 多普勒同号 ``` - d 由 4 维 CV 状态一步预测 + 「距离-方位-径向速度」EKF 得到（过程噪声 0.03²、同样做方位环绕与盲速折叠）； - 折角 α 为向量 D12（前一点→末点）与 D23（末点→新点）的夹角；α 越小越接近直线； - 门限同样写作 `d² ≤ TRACK_START_THRESHOLD²`，而 d 本身已是马氏距离平方，实际生效为 d ≤ 8（与可靠航迹关联门限的语义一致）。 **阶段②：点 ↔ 航迹头（两点起始）** 用航迹头位置与点迹的平面距离 `dis` 与 ΔT（秒）： ``` dis ≤ V_MAX · ΔT 平均速度不超上限 dis ≥ V_MIN · ΔT 平均速度不低于下限（滤除静止/慢速杂波） v_r,point · v_r,head > 0 两点多普勒同号（同接近/同远离） dis ≥ |v_r,point| · ΔT 几何位移不小于"点迹自身多普勒"位移 dis ≥ |v_r,head| · ΔT 同上，用航迹头的多普勒约束 ``` - 后两条是**多普勒-几何一致性**约束，用于剔除"切向高速短航迹"（7d5a56f 新增）：切向飞行时真实几何位移大而多普勒径向速度小，纯速度区间门限会放进虚假航迹； - 判据隐含要求 ΔT > 0（ΔT ≤ 0 时 `dis ≤ V_MAX·ΔT` 必然不成立）； - 近程/中远程分支当前取值相同（都是 V_MAX），**实际不做距离分段**。 ### 5.3 临时航迹的"圈数"生命周期 `buff_round` 只在起始流程里自增，并且**每次调用（= 每圈）先把所有临时航迹所有点的 buff_round +1，再做关联**；因此关联判据看到的是自增后的圈数，当圈刚建立/刚追加的点（buff_round=1）当圈不可能再被关联： | 动作 | 效果 | |---|---| | 新点加入 | buff_round = 1 | | 关联资格 | 只看**末点**，要求 buff_round ≥ 2 → **上一圈加入的点本圈才能被延续**；同一圈内一条临时航迹可被多个点同时延续（每个点各复制出一条新航迹，见 6.4），并非一对一 | | 消亡条件 | 末点 buff_round > 2（连续 2 圈无新点）或长度 ≥ 10 | **时间轴示例（以第 k 圈加入新点为起点）** ``` 第 k 圈：新点加入 → 末点 buff_round=1（本圈不再关联） 第 k+1 圈：+1 → 2 → 允许关联；成功则新点 1，失败则 2（不 >2，存活） 第 k+2 圈：+1 → 3 → 仍允许关联；成功则新点 1，失败则 3>2 → 消亡 ``` 即：**允许中间空 1 圈**，最大关联间隔 2 圈；生命周期完全由"圈数"驱动，与绝对时间无关。 ### 5.4 航迹分裂与去重 - 关联阶段**不做一对一分配**：一个点满足多条临时航迹条件时，每条都各自复制出一条新航迹；多个点命中同一条临时航迹时也各自复制；点-航迹头阶段同理（一个航迹头可与多个点各生成一条 2 点临时航迹）→ 同一圈会产生大量同源临时航迹； - 两个关联阶段也**互不排斥**：点-航迹头阶段不检查点-临时航迹阶段留下的 `Use_Flag`，同一点迹可同时参与两边的分裂试探； - 起批前做**同源去重**：比较两条候选航迹的**前三个点**，只要有任一点的"时间 T + 距离 r"完全相同即判为同源，保留末点统计距离 d 更小者； - 这样既保证不漏关联（允许分裂试探），又不会让同一批点重复起批。 ### 5.5 起批与输出 | 条件 | 说明 | |---|---| | 长度 | `track_start_point_num ≤ L ≤ 10`（接口层校验 3~9，典型 3 或 4） | | 位置 | 末点不落在**起批屏蔽区**（距离-方位矩形，最多 30 个，用严格不等号判断） | | 容量 | 可靠航迹数 < 500 且能分配到一个未占用航迹号 | | 初始化 | 用**最后三个点**做三点卡尔曼初始化 → 6 维状态；三模型同状态、u=1/3 | | 输出 | 该航迹的**前 N 个点**（N = 起批点数）作为历史点一次性输出，每条航迹最多 10 个历史点 | > 达到长度即当圈起批，没有"连续 M 圈确认"的环节；若被屏蔽区拦住，航迹会继续在临时航迹表里增长，直到离开屏蔽区（此时长度已大于起批点数）或长度达到 10 被判消亡。 --- ## 6. 外推、消亡与航迹号管理 ### 6.1 消亡条件 | 通道 | 条件（满足其一即消亡） | |---|---| | TWS 普通航迹 | `Track_Mode==0` 且 `primary_target_flag==0` 且 **`Quality < TRACK_DIE_QUALITY`（0.3）** —— V1.5.8（782bff5）起改按航迹质量，不再看外推圈数 | | TWS 重点航迹 | `Track_Mode==0` 且 `primary_target_flag==1` 且 `Extrapolate_round > TRACK_DIE_ROUND_PRIMARY`（10） | | TAS 航迹 | `Track_Mode==1` 且 `Extrapolate_round > TRACK_DIE_ROUND_TAS`（相扫 10 / 机扫 96） | | 手动删除 | `manual_delete_flag == 1`（各通道单独判定，置位即消亡，由外部删除接口 `track_delete` 置位） | 轮数类判据都改为 `die_flag` 组合（"或"关系），且比较符由 `>=` 改为 `>`（50e0b5c）：即允许的外推圈数比旧版各多 1 圈，且**重点航迹与普通航迹走不同门限**。由于每圈未关联只自增 1，判据为 `>` 时实际是"连续 N+1 圈没有实点关联"才消亡：重点航迹 11 圈、TAS 相扫 11 圈 / 机扫 97 圈。 > **普通 TWS 航迹的消亡时长（V1.5.8）**：改按质量后不再有固定圈数，存活时长由质量衰减速度决定——未关联期间按 `Unupdated_time` 的二次函数加速衰减（见 9.9 / README 9.11），`Quality` 跌破 0.3 即消亡；`TRACK_DIE_ROUND`（6）已不再被引用。 > `primary_target_flag`（重点目标标记）由外部接口 `Data_Process::primary_target_add / primary_target_cancel` 按批号置 1 / 清 0（`data_process.cpp`）；新起批航迹在 `track_init.cpp` 中以 `Trust_Track trust_track_tmp = {}` 零初始化，故恒为 0。该标记在 TWS 上决定走「质量消亡（普通）」还是「10 圈消亡（重点）」。 消亡时把批号写入消亡输出数组并从航迹表删除；**临时航迹消亡不对外输出**（起批失败的中间态对宿主不可见）。 ### 6.2 航迹号分配 ```mermaid flowchart TD A["需要起批"] --> B{"航迹表为空?"} B -- 是 --> C["分配 1"] B -- 否 --> D["用航迹表建立 1~500 占用位图"] D --> E["从 lastest_index+1 向上找第一个空闲号（含 500）"] E --> F{"找到?"} F -- 是 --> G["分配并更新 lastest_index"] F -- 否 --> H["从 1 回绕扫一遍找空闲号"] H --> I{"找到?"} I -- 是 --> G I -- 否 --> J["返回 0：全满，本候选不起批"] ``` 特点：**优先顺序递增分配**（便于人工按批号识别新老），只有走到表尾才回绕复用早期空号。 --- ## 7. TAS 通道（model=3） ### 7.1 与 TWS 通道的差异 | 项 | TWS | TAS | |---|---|---| | 凝聚 | 相邻两帧滑窗，近程多速度维约束 | 单帧，恒有速度维约束 | | 处理对象 | 全部可靠航迹 × 全部点 | **仅指定批号**的这一条航迹 × 全部点 | | 俯仰/高度门限 | 俯仰门限已注释停用；**高度门限生效**（按距离分段，e0bf227 起） | **高度门限生效**（按距离分段，取值与 TWS 相同） | | ΔT ≤ 0 | 参与选取但只消费点迹、不更新 | **直接跳过该点**（并记告警日志） | | 外推时间 | 按 work_mode 数据率固定步长 | 按 `最新时间戳 − 航迹时间` | | 外推触发轮数 | `Extrapolate_round <= MAX_EXTRAPOLATE_NUM`（3）才预测 | `Extrapolate_round >= MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS`（相扫 5 / 机扫 48）才预测（方向与 TWS 相反） | | 输出 | 本圈有更新的航迹（关联到实点或成功外推，输出后清 `Track_Update_Flag`） | 该批号航迹且本圈有更新 | ### 7.2 TAS 关联与更新 ```mermaid flowchart TD A["TAS 本帧点迹 + 指定批号航迹"] --> B{"该批号航迹存在?"} B -- 否 --> Z["直接返回（不做任何处理）"] B -- 是 --> C["IMM 交互；航迹 point_flag 置 0"] C --> D["逐点：ΔT ≤ 0 → 记告警并跳过"] D --> E["逐点：三模型统计距离 d1/d2/d3 + 高度门限"] E --> F{"d² < 16（任一模型）且高度门限通过?"} F -- 是 --> G["记入候选表"] F -- 否 --> H["丢弃"] G --> I["取 d_min 最小的一点"] I --> J["三模型 EKF 更新 → 概率更新 → 融合
刷新时间/点信息/高度平滑"] J --> K["输出该批号航迹（Track_Update_Flag==1 才输出，输出后清零）"] E --> L{"候选表为空?"} L -- 是 --> L1{"Extrapolate_round ≥ MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS ?"} L1 -- 是 --> M["按 ΔT = 最新时间戳 − 航迹时间 外推一帧
（ΔT ≤ 0 则跳过），Track_Update_Flag=1"] L1 -- 否 --> M2["不预测、不推进时间
仅 Extrapolate_round+1，Track_Update_Flag=0"] M --> K M2 --> K ``` **高度门限**（|h_航迹 − h_点迹| 上限，按航迹距离分段）： | 航迹距离 | 门限 | |---|---| | ≤ 1000 m | 150 m | | 1000 ~ 2000 m | 200 m | | 2000 ~ 3000 m | 250 m | | 3000 ~ 5000 m | 300 m | | > 5000 m | 不约束 | **TAS 后续处理**：外推不受 work_mode 数据率约束，而是直接推进到"本帧最新时间戳"，保证 TAS 航迹时间与波束调度时刻同步。 **TAS 外推轮数门控（50e0b5c）**：与 TWS **方向相反**——只有 `Extrapolate_round >= MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS`（相扫 5 / 机扫 48）时才做预测、推进航迹时间并置 `Track_Update_Flag = 1`；未达该轮数时只 `Extrapolate_round += 1`、`point_flag = 0`、`Track_Update_Flag = 0`，既不预测也不输出。因此 TAS 航迹在刚丢失点迹时并不会立刻按"最新时间戳"外推：相扫体制下前 5 次未关联不产生任何输出行，第 6 次起才开始外推输出；机扫体制下前 48 次不输出。该不对称仅如实记录（成因不明，不作缺陷判定），连同 TWS/TAS 输出门控一并见第 10 节。 --- ## 8. TAS 波束控制（外部接口 Beam_Ctrl） ### 8.1 队列管理 ```mermaid flowchart TD A["Beam_Ctrl 调用"] --> B["输出航迹计数清零"] B --> C["入队 tas_target_add"] C --> D["出队 tas_target_del"] D --> E["波束输出 tas_beam_output"] E --> F["输出 TrackingBeam"] ``` **入队条件**（只支持手动转 TAS）： - 该航迹 `manual_tracking_flag == 1`（由外部 `tracking_start` 置位）； - 航迹当前 `Track_Mode == 0`（还不是 TAS）； - 队列未满（相扫最多 4 个 / 机扫最多 1 个）； - 不在 TAS 禁止区（距离-方位矩形）。 入队动作：写批号、标记非空、`last_track_time = T_track`、**航迹 Track_Mode 置 1**，并**立即输出一次该航迹更新**（通知宿主跟踪状态变化）。 **出队条件**：队列中的批号在航迹表中已不存在，或不再处于"手动 + TAS"状态 → 清空该队列项。 > 自动开启/退出 TAS 的逻辑（按距离/速度/高度阈值）已全部注释停用，**只支持手动**。 ### 8.2 波束输出调度（关键） ```mermaid flowchart TD A["遍历 TAS 队列"] --> B["按批号在航迹表中找到该航迹"] B --> C{"距上次波束输出 > DATA_RATE_TAS 秒
且 CPI 时间早于已选中的最早 CPI?"} C -- 否 --> A C -- 是 --> D["选中该目标（CPI 时间最早者）"] D --> E["位置外推：ΔT = (最新时间戳 − CPI 时间)/1000
x + vx·ΔT, y + vy·ΔT"] E --> F["Range = √(xp²+yp²)，Azi = atan2(yp,xp)
Elev = asin(Height / Range)"] F --> G["open_flag=1, type=1, 批号=真实航迹号
更新该目标 last_track_time = 最新时间戳"] C -.->|"无任何合格目标"| H["open_flag = 0（其余字段保持旧值）"] ``` **要点** - 门控只用一个条件（e0bf227 修正）：目标「距上次波束输出的时间」（`latest_timestamp − last_track_time`）要大于 `DATA_RATE_TAS` 秒（单位是秒，由宿主经参数初始化传入，须为 > 0 的有效值）→ 保证 TAS 目标的数据率**不随 Beam_Ctrl 的调用频率变化**；修正前还要求「航迹时间与最新时间戳之差」也大于该门限，与"取最早 CPI 目标"的语义冲突，会漏掉本应输出的波束； - 多目标时选**队列中 CPI 时间最早**的目标（同时要求其 CPI 时间早于当前已选者），等价于"按最久未更新者优先"的轮转； - 选中后才按该目标的 CPI 时间算外推步长 `ΔT = (最新时间戳 − CPI 时间)/1000`； - 原来的"每次调用整队循环移位"已停用； - 俯仰用航迹高度直接算（叠加雷达平台高度的处理只影响对外输出的 z，不参与波束俯仰）。 --- ## 9. 参数脉络（决定行为的旋钮） ### 9.1 编译期宏（随扫描体制切换） | 宏 | 相扫 | 机扫 | 作用点 | |---|---|---|---| | `SIGMA_R / A / E / V` | 10 / 0.02 / 0.2 / 2.0 | 同左 | 量测噪声、EKF 的 R、转换量测协方差 | | `DOT_COH_RANGE / V / AZI` | 80 / 2 / 6 | 同左 | 凝聚门限（距离 m / 速度 m/s / 方位 °） | | `R_MIN / R_MAX` | 100 / 100000 | 同左 | 有效量程（凝聚后过滤） | | `TRACK_START_THRESHOLD` | 8 | 同左 | 起始统计距离波门（d ≤ 8） | | `ALPHA_START` | 60 | 同左 | 起始折角上限（°） | | `ASSO_THORD` | 4 | 同左 | 关联波门（判据 d*d < ASSO_THORD²，d 已是马氏距离平方，等效 d < 4） | | `MAX_EXTRAPOLATE_NUM` | 3 | 同左 | TWS 未关联航迹最大外推轮数（`Extrapolate_round <= 该值` 才预测并输出） | | `MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS` | 5 | 48 | TAS 未关联航迹开始外推的轮数（判据 `>=`，方向与 TWS 相反） | | `TRACK_DIE_ROUND` | 6 | 6 | **已不被引用**：V1.5.8 起 TWS 普通航迹改按质量消亡（宏保留备用） | | `TRACK_DIE_ROUND_PRIMARY` | 10 | 10 | TWS 重点航迹（`primary_target_flag==1`）消亡轮数 | | `TRACK_DIE_ROUND_TAS` | 10 | 96 | TAS 航迹消亡轮数（判据 `Extrapolate_round > 该值`） | | `TRACK_DIE_QUALITY` | 0.3 | 0.3 | TWS 普通航迹质量消亡门限（`Quality < 该值`；V1.5.8 新增） | | `TRACK_START_QUALITY_L3~L7` | 0.7 / 0.6 / 0.5 / 0.4 / 0.3 | 同左 | 起批最低质量（按临时航迹长度 3/4/5/6/≥7；V1.5.8 新增） | | `TRACK_QUALITY_*` | 见 README 10.1 | 同左 | 质量权重（D/SNR/LEN：0.5/0.3/0.2）、平滑系数 0.8、衰减系数 O2/O1 = −0.0008/−0.0025、折算上限 100（V1.5.8 新增） | | `MAX_TRACK_NUM / MAX_TRACK_INDEX` | 500 / 500 | 同左 | 航迹数上限 / 航迹号上限 | | `TAS_QUEUE_LENGTH / MAX_TAS_NUM` | 4 / 4 | 1 / 1 | TAS 队列长度 / 最大 TAS 目标数 | | `H_F_WIN_LEN` | 3 | 同左 | 高度平滑窗长基数（实际 +2/+3/+4/+6） | | `FREQ0` | 9.2 GHz | 同左 | 盲速计算的基准频率 | | `RDP_LOG_ENABLE / RDP_LOG_DIR` | — | — | 日志落盘开关与目录 | ### 9.2 运行时参数（宿主传入，随任务变化） | 参数 | 影响环节 | |---|---| | `work_mode`（0 近程/1 中程/2 远程） | 凝聚是否带速度维约束；TWS 外推步长；关联距离门限分支 | | `track_start_point_num`（校验 3~9） | 起批所需点数 | | `V_MAX / V_MIN` | 航迹头-点关联的速度区间 | | `DATA_RATE_SHORT / MIDDLE / FAR` | TWS 未关联航迹外推步长（秒） | | `DATA_RATE_TAS`（秒，须 > 0） | TAS 波束输出间隔门控 | | `Height` | 输出 z = 航迹高度 + 平台高度 | | `Sys_delay` | 输出位置做 x + vx·Sys_delay 的系统延迟补偿 | | `Model1/2/3_Q_slow/fast` | 三个 Singer 模型的过程噪声强度（分档见 5.2） | | `track_prohibite_area_*`（≤30 组） | 起批屏蔽区（距离 m + 方位 °） | | `TAS_prohibite_area_*`（≤30 组） | TAS 禁止区 | > `track_start_threshold / track_asso_threshold / track_asso_threshold_tas` 三个字段**当前未被实现读取**，实际门限来自编译期宏。 --- ## 10. 关键约定与注意事项 **时序与时间戳** - 时间戳为 64 位毫秒；`T_track` 输出为秒（`/1000`）；所有 ΔT 用秒参与运算； - TWS 关联中 ΔT ≤ 0 的候选"只消费点迹、不更新航迹"（点迹不会再去起批）； - TAS 关联中 ΔT ≤ 0 直接跳过该点；TAS 外推 ΔT ≤ 0 跳过本轮； - 两点/三点卡尔曼初始化对 T 无除零保护 → **起批路径的时间戳必须严格递增**。 **量纲与坐标** - 外部接口角度为度，内部统一弧度，输出再度； - 平面坐标为水平投影，z = 目标高度 + 雷达平台高度； - 点高度由 `R·sin(俯仰)` 直接折算，不参与滤波状态（由高度平滑单独维护）。 **门限语义** - 关联与起始的波门写作 `d² < 门限²`，而 d 已是马氏距离平方 → 实际等效 **d < 门限**； - 起始的"距离差 ≥ 5 m"为硬编码，对切向远距离慢速目标可能造成漏关联； - 起批去重只比较**前三个点**，若起批点数 > 3，共享前三点后分叉的两条航迹会被判为同源。 **容量与边界** - 点迹数上限 150（前处理已限幅）；航迹数/航迹号上限 500，全满时新目标不再起批； - 屏蔽区/禁止区的组数按 30 组数组定义，配置数量未做上限校验； - 高度平滑缓存只增不减，长时运行下每条航迹的内存占用会持续增长。 **外推、消亡与输出门控（50e0b5c / fc49707 / 42b598e / e8c56f9 / V1.5.8）** - **外推圈数上限**：TWS 只在 `Extrapolate_round <= MAX_EXTRAPOLATE_NUM`（3）时预测并输出；TAS 相反，`Extrapolate_round >= MAX_EXTRAPOLATE_NUM_TAS`（相扫 5 / 机扫 48）时才预测并输出。两处比较方向不一致，此处仅如实记录，**不判定为缺陷**； - **普通 TWS 航迹消亡改按质量（V1.5.8）**：`Quality < TRACK_DIE_QUALITY`（0.3）即消亡，`TRACK_DIE_ROUND`（6）不再被引用；重点航迹仍按 `> TRACK_DIE_ROUND_PRIMARY`（10）、TAS 仍按 `> TRACK_DIE_ROUND_TAS`（相扫 10 / 机扫 96）；`manual_delete_flag == 1` 单独判为消亡； - **航迹质量（V1.5.8）**：内部 0~1，临时航迹每延长一点按「距离+SNR」更新、关联实点按「距离+SNR+有效点占比」平滑更新、未关联期间按 `Unupdated_time` 二次衰减；起批需达按长度分级的最低质量；输出 `Track.Quality` 为 0~100（×100）。TAS 通道不维护质量； - **输出门控**：TWS 与 TAS 的输出航迹循环都新增 `Track_Update_Flag == 1` 判定并在输出后清零，只输出**本圈关联到实点或成功外推**的航迹（此前 TWS 每圈把航迹表中全部可靠航迹各输出一行）； - **接近/远离判据**（fc49707 + 42b598e）：`Flag_Direction` 不再用实测径向速度 `vr_point > 0`（受多普勒速度模糊影响符号可能取反），改为用 IMM 融合速度方向角判定——`Direction_Angle = atan2(X[4], X[1])`（弧度转度后输出到 `Track.Direction_Angle`），`x`、`y` 为经 `Work_Parameter.Sys_delay` 补偿后的位置、`r` 为其模，`acos((-x·cosθ - y·sinθ)/r) < π/2` 判为靠近(1)、否则远离(0)，等价于"速度方向与雷达→目标位置方向夹角 > 90°"。中间版本 fc49707 曾写为 `acos((-x·vx - y·vy)/r/Range_V) < π/4`（按合速度归一化、门限 45°），42b598e 改为上式； - **归一化幅度 / 速度维 FFT 点数（e8c56f9 新增，输入侧已打通）**：`DataRev` 新增 `amp_asv`（归一化幅度 dB）、`prn_fftn`（速度维 FFT 点数），`Track`/内部 `PointRecv`/`Trust_Track` 也新增同名成对字段；`data_preprocess()` 现已在 TWS 与 TAS 两条分支都把这两个字段搬入 `PointRecv`（并随 `RdpRecPoint` 落库），因此 `track_asso.cpp` 写入航迹并在 TWS 输出行写回的 `amp_asv_point` / `prn_fftn_point` 有有效数据来源；**TAS 的关联与输出路径（`track_asso_tas.cpp`）仍未涉及这两个字段**，TAS 输出行中它们保持宿主原值。 - **版本号与记录标识（b227ae1 / c3c7e66 / 5cb67cc）**：`parameters.h` 新增版本宏并拼装为 `VERSION_STRING`（当前 `V1.5.8.PS` / `V1.5.8.MS`），实例创建后可由基类公开成员 `version_info` 读取；`Data_Process` 新增 `point_id` / `frame_id` / `circle_id` 自增计数（`circle_id` 在 TWS 每判满一圈、TAS 每帧末自增），`PointRecv`/`Temp_track`/`Trust_Track` 新增对应的标识字段，记录功能据此把「输入点迹 → 凝聚点迹 → 临时航迹 → 可靠航迹 → 关联信息」串成同一条链路；可靠航迹与关联信息的记录点为 TWS/TAS 双通道（关联信息以 `Asso_Info::tas_flag` 区分来源）。 **未启用** - 引导跟踪（direct tracking）、手动打跟踪波束接口为空实现； - TAS 自动开启/退出逻辑停用，只支持手动转/停 TAS； - `tracking_stop` 后，队列项要等到下一次 `Beam_Ctrl` 才真正移除。 --- ## 附录：与现有 `README.md` 的差异提示 > 说明：下表是本文档成文时（README 尚未同步 7d5a56f 改动）发现的差异，保留以说明改动缘由；随后已按下表结论更新 README 第 2、7.2、8.1、8.3、9.3、9.6、10.1 等节，「README 描述」列对应更新前的旧表述，现以本文档与 README 的描述为准。 | 项 | README 描述（更新前） | 当前源码 | |---|---|---| | 满圈判据 | 当前方位波位号 < 上一帧波位号 | 按体制区分（3e6763c）：**相扫**当前波位号 ≤ 上一帧波位号（等价于原判据）、**机扫**方位波位号 == 0（7d5a56f，适应机扫转台反转） | | 点-航迹头判据 | 按距离分段收紧速度门限（半速、1/2~1/3 速） | 该分支注释停用；改为统一速度区间 **+ 两条多普勒-几何一致性约束**（7d5a56f） | | 起始输出历史点 | "临时航迹的全部 L 个点" | 实际输出**前 `track_start_point_num` 个点** | | 起始输入过滤 | "track_init 跳过 Use_Flag==1 的点" | 上游 `track_asso_process()` 结束前已把 `Use_Flag==1` 的点迹从 `point_recv` 删除；`track_init` 入口（L59-70）也会再剔除一次 `Use_Flag==1` 的点，两道处理叠加，效果一致 | | 日志开关 | "RDP_LOG_ENABLE 默认开启" | `parameters.h` 中该宏当前为**注释状态**（不落盘，日志进控制台） | | 起始步骤顺序 | "航迹头（1 点）→ 点-航迹头关联（2 点）→ 点-临时航迹关联（≥3 点）→ 起批" | 每圈实际顺序为**点 × ≥2 点临时航迹关联 → 点 × 1 点航迹头关联 → 剩余点转新航迹头 → 长度达标的临时航迹起批**，消亡最后执行（`track_init.cpp` L49-126，见第 6 节） | > 后续：README 与 `track_init_readme.md`（航迹起始专项说明）已按上表结论同步（见 CHANGELOG 对应版本的记录）；流程落地实现仍以本文为准。 > > 补充修订（本次）：起始流程的**步骤顺序**原先在本文档（第 0、6 节）与 README（第 2、5.2、8.3、9.3 节）中都写作「航迹头 → 2 点 → ≥3 点 → 起批」，与源码每圈「点 × 临时航迹关联 → 点 × 航迹头关联 → 剩余点转航迹头 → 达标者起批」的顺序相反，现已按源码修正，并补充说明两个关联阶段互不排斥、均不做一对一分配。