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# 雷达数据处理 DLL（data_process_class_dll）
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> X256 雷达数据处理动态链接库：将雷达输出的原始点迹（TWS/TAS）处理为稳定可靠的目标航迹，并给出 TAS 跟踪波束控制指令。
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> 仓库 simianzhen256-v1.5.5-ms-vscode（上游 simianzhen256，v1.5.5；已由 Qt/qmake 工程迁移为 VS Code + CMake 工程）。
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## 目录
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1. [项目简介](#1-项目简介)
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2. [功能特性](#2-功能特性)
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3. [目录结构](#3-目录结构)
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4. [构建与环境](#4-构建与环境)
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5. [总体架构](#5-总体架构)
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6. [关键数据结构](#6-关键数据结构)
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7. [外部接口与调用流程](#7-外部接口与调用流程)
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8. [处理流程总览](#8-处理流程总览)
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9. [算法实现详解](#9-算法实现详解)
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10. [参数说明](#10-参数说明)
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11. [已知问题与限制](#11-已知问题与限制)
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12. [版本历史](#12-版本历史)
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13. [参考文档](#13-参考文档)
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## 1. 项目简介
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本仓库是一个 **Windows 动态链接库**，实现某型雷达（内部代号 X256，按扫描体制分为 **相扫 X256_PS** 与 **机扫 X256_MS** 两种构建）的 **航迹数据处理** 功能，包括：
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- 输入点迹预处理与点迹凝聚（滑窗凝聚）
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- 边扫描边跟踪（TWS）与边跟踪边扫描（TAS）双通道处理
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- 逻辑法航迹起始（3～9 点起批，含屏蔽区、角度/波门约束）
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- IMM + 扩展卡尔曼滤波（EKF，含多普勒速度）航迹维持
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- 最近邻（NN）点航关联
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- 航迹外推、消亡与航迹号管理
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- TAS 手动转跟踪与跟踪波束调度输出
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**技术栈**：C++（MSVC 2013 兼容，C++11 特性）、Eigen 3（随仓库内置，仅用 Eigen/Dense）、CMake ≥ 3.10。
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**处理约定**：
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| 项目 | 约定 |
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|---|---|
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| 时间戳 | CPI 时间 / GNSS 时间均为 long long 毫秒（64 位）；航迹时间 T_track 同样为毫秒，参与运算时除以 1000 转秒 |
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| 角度 | 外部接口用度（°），内部统一弧度；输出航向角/方位/俯仰为度 |
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| 坐标 | 直角坐标系 x/y 为水平面投影，z = 目标高度 + 雷达平台高度 |
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| 点迹类型 | point_type = 0 为 TWS，point_type = 1 为 TAS |
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| 跟踪模式 | Track_Mode = 0 为 TWS，Track_Mode = 1 为 TAS |
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## 2. 功能特性
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- **双模式处理管线**：data_preprocess 按输入类型与扫描圈完成标志返回 0/1/2/3，track_process 据此调度 TWS 凝聚/关联/起始或 TAS 凝聚/关联。
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- **两帧滑窗点迹凝聚**：TWS 点迹先与上一帧缓存合并凝聚，再进入关联，兼顾跨波位（CPI）相邻点迹的分裂问题；近程模式增加速度维约束。
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- **逻辑法航迹起始**：航迹头（单点）→ 点-头速度法关联（两点）→ 点-临时航迹 EKF 波门 + 折角约束关联（三点及以上）→ 三点卡尔曼初始化转可靠航迹；带起批屏蔽区与重复航迹去重。
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- **3 模型 IMM 滤波**：三个 Singer 模型（低/中/高过程噪声），量测为「距离-方位-径向速度」三维的 EKF，多普勒残差按盲速折叠，似然用 3×3 新息协方差。
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- **最近邻数据关联**：TWS 按航迹距离分段收紧模型 3 波门并附加距离门限；TAS 附加按距离分段的高度门限。ΔT ≤ 0（点迹时间戳不晚于航迹时间）的候选不更新航迹状态、仅消费该点迹（标记已使用），避免其继续起批而生成虚假 TWS 航迹。
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- **高度维独立平滑**：按距离分段选择滑动平均窗长（5/6/7/9 点），抑制俯仰测量跳变。
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- **TAS 波束控制**：手动转 TAS 目标入队（队列长度与容量随扫描体制切换），按最新时间戳外推输出跟踪波束（距离/方位/俯仰/批号）。
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- **航迹生命周期管理**：外推轮数计数、超时消亡、手动删除、全清空（含各模块 reset，防重连后幽灵航迹）。
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- **防御性加固**：见 archived_docs/BUG_FIX_REPORT.md——越界防护、时间戳正序校验、方位角 ±π 环绕、asin 定义域钳位、IMM 概率奇异保护等已修复项。
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- **日志文件输出**：`RDP_LOG_ENABLE` 开启时（默认），首次 `Data_Process_Factory::GetB()` 自动用 `rdbuf()` 将 `std::cout` 重定向到 `RDP_LOG_DIR`（`.\rdp_logs\`）下按日期+时间命名的日志文件，`Destroy()` 时恢复控制台并关闭文件；`RDP_LOG` 日志宏在每条日志前附加 `[时间戳][文件:行号]`，开关注释关闭时不重定向、日志仍输出到控制台。
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## 3. 目录结构
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```text
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├── CMakeLists.txt # CMake 构建脚本（扫描模式切换、导出宏、输出目录）
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├── CHANGELOG.md # 变更日志（Keep a Changelog 格式，按 git 提交记录维护）
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├── README.md # 本文件：项目说明（架构、接口、流程、算法、参数）
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├── archived_docs/ # 过期文档留档（仅作历史参考；接口与流程以本 README 为准）
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│ ├── BUG_REPORT.md # 全量逻辑 BUG 分析报告（P0~P3，37 项）
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│ ├── BUG_FIX_REPORT.md # BUG 修复报告（修复明细 + 编译验证结果）
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│ └── requirements.md # 需求说明：日志文件输出功能修改要求（含 rdbuf() 重定向参考示例）
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├── .vscode/ # VS Code 工程配置
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│ ├── settings.json # cmake.generator=NMake、MSVC2013 x86 环境变量、compile_commands
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│ ├── cmake-variants.yaml # X256_PS / X256_MS × Release / Debug 变体
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│ ├── tasks.json # 配置/构建/清理任务
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│ └── scripts/{configure,build,clean}.bat
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├── backup/
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│ └── data_process_class_dll/
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│ ├── data_process_class_dll.pro # 迁移前的 Qt/qmake 工程文件（备份）
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│ └── data_process_class_dll.pro.user
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├── data_process_class_dll/ # 源码目录
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│ ├── data_process_class_dll.h # 对外接口：DataRev/Track/TrackingBeam/RadarPara 结构体、抽象基类、工厂类
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│ ├── data_process_class_dll_global.h # DLL 导入导出宏
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│ ├── data_process_class_dll.cpp # 工厂实现（GetB/Destroy 单例）
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│ ├── rdp_log.h / .cpp # 日志输出模块：rdbuf() 重定向 std::cout、RDP_LOG 宏（开关宏在 parameters.h）
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│ ├── data_process.h / .cpp # Data_Process 实现：接口分发、TWS/TAS 主流程、参数管理、清空/删除/转跟踪
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│ ├── struct.h # 内部结构体：PointRecv / Trust_Track / Temp_track / Tracking_Target
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│ ├── parameters.h # 编译期宏参数（按 MECHANICAL_SCANNING / PHASE_SCANNING 分两组）
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│ ├── dot_coh.h / .cpp # TWS 点迹凝聚（含两帧滑窗缓冲）
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│ ├── dot_coh_tas.h / .cpp # TAS 点迹凝聚
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│ ├── coor_trans.h / .cpp # 极坐标 ↔ 直角坐标转换
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│ ├── kalman.h / .cpp # 卡尔曼滤波：两点/三点初始化、线性 KF、EKF（含多普勒）、统计距离、盲速计算
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│ ├── track_asso.h / .cpp # TWS 航迹关联：IMM 交互 → 滤波 → 输出、距离/俯仰门限、高度平滑
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│ ├── track_asso_tas.h / .cpp # TAS 航迹关联（独立实现，量测门限与数据率不同）
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│ ├── track_init.h / .cpp # 逻辑法航迹起始：点-临时航迹关联、点-航迹头关联、转可靠航迹、屏蔽区
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│ ├── track_init_direct_tracking.h/.cpp# 引导跟踪航迹起始（当前入口为空实现，未启用）
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│ ├── track_asso_direct_tracking.h/.cpp# 引导跟踪航迹关联（未加入 CMake 构建）
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│ ├── track_die.h / .cpp # TWS 航迹消亡
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│ ├── track_die_tas.h / .cpp # TAS 航迹消亡
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│ ├── tas_ctrl.h / .cpp # TAS 波束控制：目标队列增删、波束输出、禁止区判断
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│ ├── track_index_mangement.h / .cpp # 航迹号 1~500 分配/复用
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│ └── Eigen/ # 内置 Eigen 3 头文件库（仅用 Eigen/Dense）
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├── build/ # 构建产物（被 .gitignore 忽略）
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│ ├── X256_PS/ # 相扫构建目录（含 bin/data_process_class_dll.dll、rdp_playback.exe 等）
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│ ├── X256_MS/ # 机扫构建目录
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│ └── output/ # 早期打包导出（其中 data_process_class_dll.h 为旧版 32 位时间戳接口，勿作为当前 API 依据）
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├── rdp_logs/ # 日志输出目录（运行时自动创建于宿主进程当前工作目录下，被 .gitignore 忽略）
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└── .gitignore
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```
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## 4. 构建与环境
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### 4.1 环境要求
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| 组件 | 要求 |
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|---|---|
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| 操作系统 | Windows（构建脚本按 D:\APP\VisualStudio2013 与 Windows Kits 8.1 路径配置） |
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| 编译器 | Microsoft Visual C++ 2013（Visual Studio 12）**x86**（与原 Qt 工程保持一致） |
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| CMake | ≥ 3.10 |
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| 生成器 | NMake Makefiles（VS Code 配置与脚本均使用该生成器） |
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| 线性代数 | 无需安装——Eigen 头文件已内置在源码目录 |
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### 4.2 扫描体制
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通过 CMake 缓存变量 RADAR_SCAN_MODE 切换，对应 parameters.h 中的两组宏：
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| 变量值 | 对应宏 | 构建目录 |
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|---|---|---|
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| PHASE_SCANNING | 相扫（X256_PS，默认） | build/X256_PS |
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| MECHANICAL_SCANNING | 机扫（X256_MS） | build/X256_MS |
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### 4.3 命令行构建
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```bat
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:: 需在 MSVC 2013 x86 环境中执行（先运行 vcvarsall.bat x86）
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cmake -S . -B build/X256_PS -G "NMake Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DRADAR_SCAN_MODE=PHASE_SCANNING
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cmake --build build/X256_PS
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```
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或直接使用仓库提供的脚本（内部已调用 vcvarsall.bat）：
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```bat
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.vscode\scripts\configure.bat build/X256_PS PHASE_SCANNING Release
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.vscode\scripts\build.bat build/X256_PS
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.vscode\scripts\clean.bat build/X256_PS
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```
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在 VS Code 中可直接运行任务（tasks.json）：「CMake: 配置并构建 X256_PS (Release)」等，默认任务为 X256_PS Release。
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### 4.4 产物
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| 产物 | 位置 |
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|---|---|
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| data_process_class_dll.dll（+ .pdb） | build/<X256_XX>/bin/ |
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| 导入库 data_process_class_dll.lib | build/<X256_XX>/lib/ |
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| 安装（cmake --install） | DLL/导入库 → bin、lib，公开头文件 → include |
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| compile_commands.json | 构建根目录（供 VS Code IntelliSense 使用） |
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仓库 build/X256_PS/bin/ 内还带有 **rdp_playback.exe**（回放测试工具，依赖 Qt5Core.dll、sqlite3.dll，配置样例 RadarConfigParam.ini，可回放 .db 记录的点迹数据验证 DLL 输出），不在本仓库源码范围内。
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### 4.5 编译警告处理
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- 源码文件统一使用 **带 BOM 的 UTF-8** 编码保存，兼容 MSVC 2013（该版本不支持 `/utf-8`），消除 C4819。
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- `CMakeLists.txt` 对 MSVC 19.0 及以上版本自动追加 `/utf-8` 编译选项；使用 MSVC 2013 构建时请保持源码为 UTF-8 with BOM。
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- 修复了 `/W3` 下全部 C4018（signed/unsigned 不匹配）与 C4244（类型转换可能丢失数据）警告：循环变量按需改为 `size_t`，窄化转换改为 `static_cast` 显式转换，不改变原有计算逻辑。
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## 5. 总体架构
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### 5.1 设计模式
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- **接口 + 工厂（单例）**：Data_process_class_dll（抽象基类，声明全部虚接口）→ Data_Process（具体实现）。宿主仅通过 Data_Process_Factory::GetB() / Destroy() 获取与销毁唯一实例。
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- **模块化流水线**：Data_Process 按职责组合 Dot_Coh、Dot_Coh_TAS、Track_Asso、Track_Asso_Tas、Track_Init、Track_Die、Track_Die_Tas、TAS_Ctrl、Track_Ind_Mangement 等模块，各模块持有自身处理缓存并支持 reset()。
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```mermaid
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classDiagram
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class Data_process_class_dll {
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<<abstract, exported API>>
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+data_preprocess(DataRev[150]) int
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+track_process(Track[][10], int*, int[], int*, int) int
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+Beam_Ctrl(TrackingBeam*, Track[][10], int*)
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+direct_tracking_process(...) int
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+track_clear_all() int
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+track_delete(int, int[]) int
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+tracking_start(int) int
|
||
+tracking_stop(int) int
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+tracking_point(float) int
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+track_process_parameters_initial(RadarPara) int
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||
+track_process_parameters_modify(RadarPara) int
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}
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class Data_Process {
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-Data_buffer / Data_buffer_tas : vector PointRecv
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-point_recv / point_recv_tas : vector PointRecv
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-trust_track : vector Trust_Track
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-temp_track : vector Temp_track
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-Work_Parameter : RadarPara
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-dot_coh / dot_coh_tas / track_asso / track_asso_tas
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-track_init / track_die / track_die_tas / tas_ctrl
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}
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class Data_Process_Factory {
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-static p : Data_process_class_dll*
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+static GetB() Data_process_class_dll*
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+static Destroy()
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}
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class Dot_Coh
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class Dot_Coh_TAS
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class Track_Asso
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class Track_Asso_Tas
|
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class Track_Init
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class Track_Die
|
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class Track_Die_Tas
|
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class TAS_Ctrl
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class Track_Ind_Mangement
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class kalman
|
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class coor_trans
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Data_process_class_dll <|-- Data_Process
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Data_Process_Factory ..> Data_Process : creates
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Data_Process *-- Dot_Coh
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Data_Process *-- Dot_Coh_TAS
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Data_Process *-- Track_Asso
|
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Data_Process *-- Track_Asso_Tas
|
||
Data_Process *-- Track_Init
|
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Data_Process *-- Track_Die
|
||
Data_Process *-- Track_Die_Tas
|
||
Data_Process *-- TAS_Ctrl
|
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Track_Init *-- Track_Ind_Mangement
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Track_Asso ..> kalman
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Track_Asso_Tas ..> kalman
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Track_Init ..> kalman
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kalman ..> coor_trans
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```
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### 5.2 模块职责
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| 类 / 文件 | 职责 |
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|---|---|
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| Data_Process（data_process.cpp） | 对外接口实现与流程编排：输入缓存、按 model 分发 TWS/TAS 流水线、参数管理、航迹清空/删除、手动转/停 TAS、波束控制转发 |
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| Dot_Coh | TWS 点迹凝聚：两帧滑窗合并凝聚（dot_coh_process_buff） |
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| Dot_Coh_TAS | TAS 点迹凝聚（单帧，距离/方位/速度三维门限） |
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| Track_Asso | TWS 点航关联 + IMM 滤波：模型交互 → 门限筛选（NN）→ 各模型 EKF → 概率更新 → 模型输出；未关联航迹外推；高度平滑；ΔT≤0（乱序/重复时间戳）的候选取出后不更新滤波、不刷新航迹，仅消费该点迹 |
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| Track_Asso_Tas | TAS 航迹关联（只处理指定批号 tas_track_idx，门限与 TWS 略有差异） |
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| Track_Init | 逻辑法航迹起始：航迹头维护、点-头关联（两点）、点-临时航迹关联（三点及以上）、起批（三点卡尔曼初始化）、屏蔽区判断、临时航迹消亡 |
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| Track_Die / Track_Die_Tas | 可靠航迹消亡：外推轮数超限或手动删除标志置位时输出消亡批号并删除 |
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| TAS_Ctrl | TAS 波束控制：手动目标入队（tas_target_add）、失效目标出队（tas_target_del）、跟踪波束预测输出（tas_beam_output：数据率门控 + 队内选择最早 CPI 目标）、调度时刻记录（last_track_time） |
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| Track_Ind_Mangement | 航迹号 1~500 的顺序分配与回绕复用 |
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| kalman | 两点/三点滤波初始化、线性卡尔曼预测/滤波、EKF（3 维量测含多普勒）、马氏统计距离 d、盲速 Bind_speed |
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| coor_trans | 极坐标 ↔ 直角坐标转换 |
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| rdp_log（rdp_log.h/.cpp） | 日志输出：按 parameters.h 的 `RDP_LOG_ENABLE` 开关，在 `Init()` 中用 `rdbuf()` 将 `std::cout` 重定向到日期+时间命名的日志文件、`Shutdown()` 恢复控制台并关闭；提供 `RDP_LOG` 宏自动附加 `[时间戳][文件:行号]` 前缀 |
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| Track_Init_Direct_Tracking / Track_Asso_Direct_Tracking | 引导跟踪（direct tracking）专用起批/关联。**当前入口为空实现、未启用**；track_asso_direct_tracking.cpp 未加入 CMake 源列表 |
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## 6. 关键数据结构
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### 6.1 对外结构体（data_process_class_dll.h）
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| 结构体 | 用途 | 要点 |
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|---|---|---|
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| DataRev | 输入点迹 | 距离(m)、方位/俯仰(°)、速度(m/s)、幅度/门限/SNR/RCS、码盘值、CPI/GNSS 时间(ms, long long)、方位波位(0-24)/俯仰波位(0-13)、PRI(µs，**不允许为 0**)、频点号、点数、点迹号、使用标记、TAS 批号、点迹类型、十字星数据 speed_dim[129]/range_dim[8] |
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| Track | 输出航迹 | 位置/速度、极坐标量、航迹号、更新点数、方向/实虚点标志、一步预测、跟踪模式、航向角、目标类型、关联点信息、航迹时间(s)/GNSS、SNR/RCS、十字星数据透传 |
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| TrackingBeam | TAS 跟踪波束指令 | open_flag、type、Range、Azi、Elev、TAS_track_index |
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| Target_direct_tracking | 引导跟踪信息 | 批号、距离/方位/俯仰、开关（接口未启用） |
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| RadarPara | 工作参数 | 见 [参数说明](#10-参数说明) |
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### 6.2 内部结构体（struct.h）
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| 结构体 | 用途 | 关键字段 |
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|---|---|---|
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| PointRecv | 内部点迹 | 距离/方位(弧度)/速度/幅度/高度/SNR/RCS/CPI/GNSS 时间、点迹号、使用标志、波位/PRF/频点、跟踪模式、点迹区号、十字星数据 |
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| Trust_Track | 可靠航迹（IMM 全状态） | 航迹号、高度、航迹时间、更新标志、外推轮数 Extrapolate_round、实虚点标志、手动删除/手动 TAS 标志、关联点数、高度平滑缓冲 Hight_smooth、关联点信息、融合状态 X[6]/P[6][6]、三个子模型 X1/X2/X3、P1/P2/P3、模型概率 u[3] |
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| Temp_track | 临时航迹（航迹起始阶段） | 4 维状态 X[4]/P[4][4]、极坐标点信息、时间戳、buff_round（已缓存圈数）、区号、关联标志 |
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| Tracking_Target | TAS 队列元素 | 批号 Index、空标志 empty_flag |
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| Direct_Tracking_Target | 引导跟踪目标 | ID、方位/俯仰/距离、空标志 |
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> 说明：Trust_Track 的状态布局为 [x, vx, ax, y, vy, ay]，x/y 两轴解耦，每轴为「位置-速度-加速度」。
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## 7. 外部接口与调用流程
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### 7.1 接口一览
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| 接口 | 返回值 | 说明 |
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|---|---|---|
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| Data_Process_Factory::GetB() | 实例指针 | 获取单例（首次调用时创建） |
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| Data_Process_Factory::Destroy() | — | 销毁实例并将指针置空 |
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| track_process_parameters_initial(RadarPara) | 0 成功 / -1 失败 | 初始化工作参数；校验 3 ≤ track_start_point_num ≤ 9 |
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| track_process_parameters_modify(RadarPara) | 0 / -1 | 运行时修改参数（校验同上） |
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| data_preprocess(DataRev[150]) | 0/1/2/3 | 输入一帧点迹并缓存，返回处理模式（见下表） |
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| track_process(Track[][10], &num, dieIdx[], &dieNum, model) | 1 | 按 data_preprocess 的返回值执行 TWS/TAS 处理 |
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| Beam_Ctrl(TrackingBeam*, Track[][10], &num) | — | TAS 波束控制（内部清零并重填航迹输出计数） |
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| track_clear_all() | 0 | 清空全部航迹/缓存并复位各模块状态 |
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| track_delete(n, idx[]) | 0 | 按批号标记手动删除（下一轮消亡输出） |
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| tracking_start(track_index) | 0 | 手动转 TAS 跟踪（置 manual_tracking_flag，由 Beam_Ctrl 入队） |
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| tracking_stop(track_index) | 0 | 手动取消 TAS（清标志并 Track_Mode=0；队列项延至下一次 Beam_Ctrl 移除） |
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| tracking_point(azimuth) | 0 | 手动打跟踪波束——**未实现（保留空实现）** |
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| direct_tracking_process(...) | 0 | 引导跟踪——**未实现（保留空实现）** |
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> 日志输出为 DLL 内部功能（不对外导出，接口见 10.1 的宏开关）：首次 `GetB()` 创建实例时自动初始化（`RDP_LOG_ENABLE` 开启则将 `std::cout` 重定向到 `.\rdp_logs\` 下按日期+时间命名的日志文件），`Destroy()` 销毁实例时恢复 `std::cout` 并关闭日志文件。
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### 7.2 data_preprocess 返回值的含义
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| 返回值 | 含义 | 触发条件 |
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|---|---|---|
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| 0 | 无效数据 | point_type 既非 0 也非 1 |
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| 1 | **TWS 满一圈，执行航迹处理** | point_type==0 且当前方位波位号 < 上一帧波位号（波位号由大变小判为扫描一圈完成） |
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| 2 | **TWS 未满一圈，继续蓄数据** | point_type==0 且波位号未变小；调用 track_process(model=2) 做滑窗凝聚 |
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| 3 | **TAS 处理** | point_type==1；同时记录 TAS_track_idx 与最新时间戳 |
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> 首次调用时 last_beam_num 为 INT_MAX，因此必然返回 1；track_clear_all() 后同样复位为 INT_MAX。
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### 7.3 典型调用序列
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```mermaid
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flowchart TD
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A["Data_Process_Factory::GetB()"] --> B["track_process_parameters_initial(RadarPara)"]
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B --> C{"接收一帧点迹"}
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C --> D["model = data_preprocess(DataRev[150])"]
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D --> E{"model ?"}
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E -- "2 (TWS 蓄数据)" --> F["track_process(model=2) 滑窗凝聚"]
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E -- "1 (TWS 一圈)" --> G["track_process(model=1) 关联/起批/消亡"]
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E -- "3 (TAS)" --> H["track_process(model=3) TAS 关联/消亡"]
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E -- "0" --> C
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F --> C
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G --> I["Beam_Ctrl() 输出跟踪波束"]
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H --> I
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I --> J{"手动操作?"}
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J -- 是 --> K["tracking_start / tracking_stop / track_delete"]
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K --> C
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J -- 否 --> C
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C -. "结束/重连" .-> L["track_clear_all() / Factory::Destroy()"]
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```
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## 8. 处理流程总览
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### 8.1 TWS 流程（model=1）
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```mermaid
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flowchart TD
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A["data_preprocess: 点迹入 Data_buffer（度→弧度、高度=Range·sin(Elev)、时间戳缓存）"] --> B["波位号变小（一圈完成）→ model=1"]
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B --> C["track_process(1)"]
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C --> D["dot_coh 两帧滑窗凝聚 → point_recv"]
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D --> E["track_asso: IMM 交互 → 点航波门筛选（NN）→ EKF 滤波 → 模型输出"]
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E --> F["track_die: 外推超限/手动删除 → 输出消亡批号"]
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F --> G["track_init: 点-临时航迹关联 → 点-航迹头关联 → 起批转可靠航迹"]
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G --> H["输出 Trust_Track_Output（含起批历史点）"]
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H --> I["Beam_Ctrl: 手动 TAS 目标入队 / 波束输出"]
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```
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其中 model=2（未满一圈）只执行滑窗凝聚 dot_coh_process_buff，把上一帧凝聚完成的点输出到 point_recv 供下一圈的关联/起批使用，当前帧未凝聚点作为下一次的缓存——即「凝聚在前、关联在后、缓存一帧」的两帧滑窗结构。
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### 8.2 TAS 流程（model=3）
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```mermaid
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flowchart TD
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A["data_preprocess: 点迹入 Data_buffer_tas，记录 TAS_track_idx/latest_timestamp → model=3"] --> B["track_process(3)"]
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B --> C["dot_coh_tas 单帧凝聚 → point_recv_tas"]
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C --> D["track_asso_tas: 仅对 tas_track_idx 批号做 IMM+EKF 关联（含高度门限）"]
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D --> E["未关联 → 按 latest_timestamp 外推（ΔT≤0 跳过）"]
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E --> F["track_die_tas: TAS 超时/手动删除 → 消亡输出"]
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F --> G["输出该批号航迹（point_type=1）"]
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G --> H["Beam_Ctrl: 数据率门控 + 队内最早 CPI 目标 + 预测波束输出"]
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```
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### 8.3 航迹起始流程（逻辑法）
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```mermaid
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flowchart TD
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A["未关联点迹"] --> B["转航迹头 Temp_track(1点) buff_round=1"]
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B --> C{"下一帧点迹"}
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C --> D["点-航迹头关联：速度区间门限 + 径向速度同号 → 两点卡尔曼初始化（航迹头→2 点临时航迹）"]
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D --> E{"后续点迹"}
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E --> F["点-临时航迹关联：EKF 统计距离波门 d²≤64、折角<60°、径向速度同号、|Δr|≥5m"]
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F --> G{"长度 ≥ track_start_point_num(3~9) 且 ≤10"}
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G -- 是 --> H["屏蔽区判断 → 重复航迹去重（保留末点 d 更小者）→ 三点卡尔曼初始化"]
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H --> I["转可靠航迹：分配航迹号 1~500，IMM 三模型同状态初始化 u=1/3"]
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I --> J["按历史点数输出 Trust_Track_Output[i][0..L-1]"]
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G -- 否 --> K{"buff_round>2 或 长度≥10 ?"}
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K -- 是 --> L["临时航迹消亡"]
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K -- 否 --> E
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```
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## 9. 算法实现详解
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### 9.1 坐标与量测转换
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极坐标（距离 r、方位 θ，弧度）与直角坐标互转（coor_trans.cpp）：
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$$
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x=r\cos\theta,\qquad y=r\sin\theta
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\qquad\qquad
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r=\sqrt{x^2+y^2},\qquad \theta=\operatorname{atan2}(y,x)\ \bmod 2\pi
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$$
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输入点高度由量测俯仰直接折算：h = R·sin(ε)（data_preprocess 中完成）。输出时航迹高度加雷达平台高度：z = h + H_radar。
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**转换量测协方差**（用于以直角坐标为量测的线性滤波，kalman.cpp 中多处使用）。设 λθ = exp(-σa²/2)、λθ' = exp(-2σa²)，则在量测 (r,θ) 处转换后的直角坐标量测噪声协方差为：
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$$
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||
R_{xx}=\left(\lambda_\theta^{-2}-2\right)r^2\cos^2\theta+\tfrac12\left(r^2+\sigma_r^2\right)\left(1+\lambda'_\theta\cos 2\theta\right)
|
||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
R_{yy}=\left(\lambda_\theta^{-2}-2\right)r^2\sin^2\theta+\tfrac12\left(r^2+\sigma_r^2\right)\left(1-\lambda'_\theta\cos 2\theta\right)
|
||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
R_{xy}=\left(\lambda_\theta^{-2}-2\right)r^2\sin\theta\cos\theta+\tfrac12\left(r^2+\sigma_r^2\right)\lambda'_\theta\sin 2\theta
|
||
$$
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||
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||
其中 σr、σa 由 SIGMA_R / SIGMA_A 宏给定（10 m / 0.02 rad）。
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### 9.2 点迹凝聚
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对同一 CPI（TWS 为相邻两 CPI 合并后）内所有点迹两两比较，门限满足且幅度较小者被标记删除（Use_Flag=1）：
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| 模式 | 距离门限 | 方位门限（环绕最小角差） | 速度门限 |
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|---|---|---|---|
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| work_mode==0（近程） | ≤ 80 m（DOT_COH_RANGE） | ≤ 6°（DOT_COH_AZI） | ≤ 2 m/s（DOT_COH_V） |
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||
| work_mode!=0（中/远程） | ≤ 80 m | ≤ 6° | 不约束 |
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方位差按环绕角处理：
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$$
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\Delta\theta = \min\left(|\theta_0-\theta_1|,\ 2\pi-|\theta_0-\theta_1|\right)
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$$
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||
凝聚后删除 r<100 m 或 r>100000 m 的量程外点。TWS 的 dot_coh_process_buff 将上一帧缓存点标记区号 1、当前帧点标记区号 2，合并凝聚后：区号 1 的点输出到 point_recv（进入关联），区号 2 的点存入 data_input_buff 供下一帧凝聚——形成两帧滑窗。
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### 9.3 航迹起始（逻辑法）
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#### (1) 点-航迹头关联（两点起始）
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对单点航迹头（buff_round ≥ 2），量测点需同时满足**速度区间门限**与**径向速度同号**：
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- 近程（work_mode==0）：
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$$
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r_p \ge 1000:\ V_{min}\Delta T \le d_{12} \le V_{max}\Delta T;\qquad
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||
r_p < 1000:\ \tfrac12 V_{min}\Delta T \le d_{12} \le \tfrac12 V_{max}\Delta T
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||
$$
|
||
|
||
- 中/远程（work_mode!=0）：
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$$
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||
r_p \ge 2000:\ V_{min}\Delta T \le d_{12} \le V_{max}\Delta T;\qquad
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||
r_p < 2000:\ \tfrac12 V_{min}\Delta T \le d_{12} \le \tfrac13 V_{max}\Delta T
|
||
$$
|
||
|
||
其中 d12 为两点间平面距离，ΔT 为时间差（秒），并需 vr_point · vr_head > 0。关联成功用 **两点卡尔曼初始化**（见 9.5.2）。
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||
#### (2) 点-临时航迹关联（三点及以上）
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||
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||
对 ≥ 2 点的临时航迹，用航迹末点状态做 EKF 一步预测，计算三维（距离-方位-径向速度）马氏统计距离 d（见 9.5.3），并要求 |r_point − r_head| ≥ 5 m，同时满足：
|
||
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$$
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||
d^2 \le TRACK\_START\_THRESHOLD^2 = 64,\qquad
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||
\alpha < ALPHA\_START = 60°,\qquad
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||
v_{r,point}\cdot v_{r,track}>0
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||
$$
|
||
|
||
折角 α 为最近三点连线夹角（度）：
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||
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||
$$
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||
\alpha=\arccos\left(\frac{\vec{D_{12}}\cdot\vec{D_{23}}}{\|\vec{D_{12}}\|\,\|\vec{D_{23}}\|}\right)\cdot\frac{180}{\pi}
|
||
$$
|
||
|
||
#### (3) 转可靠航迹（起批）
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||
临时航迹长度 L 满足 track_start_point_num ≤ L ≤ 10（起批点数由参数给定，典型 3~4，接口层校验 3~9）且不在起批屏蔽区内（屏蔽区为距离-方位矩形区域，最多 30 个）时进入起批队列；同源（共享前三点）的重复航迹只保留末点 d 最小者。起批时用 **最近三点卡尔曼初始化** 得到 6 维状态，构造 Trust_Track：
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||
- 三个 IMM 子模型用同一状态/协方差初始化，模型概率 u = [1/3, 1/3, 1/3]；
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- 分配航迹号（1~500，见 9.8）；
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||
- 将临时航迹的全部 L 个点写入 Trust_Track_Output（每条航迹最多 10 个历史点）。
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### 9.4 IMM 框架（3 个 Singer 模型）
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||
TWS/TAS 关联共用同一套 IMM 结构（代码各自实现一份）。状态 [x, vx, ax, y, vy, ay]，x/y 两轴解耦，机动相关时间常数固定 α = 0.2。
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||
**模型转移概率矩阵**：
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$$
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||
P_t=\begin{bmatrix}0.8&0.15&0.05\\0.3&0.4&0.3\\0.05&0.15&0.8\end{bmatrix}
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$$
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||
|
||
**交互（mix）**：归一化常数与混合概率
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$$
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\bar c_j=\sum_{i}p_{ij}\,\mu_i,\qquad
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||
\mu_{i|j}=\frac{p_{ij}\,\mu_i}{\bar c_j}
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$$
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||
混合状态 X0j = Σ μ(i|j) Xi，混合协方差 P0j = Σ μ(i|j) [Pi + (Xi − X0j)(Xi − X0j)ᵀ]（实现中对 c̄j 做了 ≥ 1e-12 钳位防除零）。
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||
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||
**子模型滤波**：每个模型以各自的 F、Qj 做 EKF 预测/更新（9.5）。
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||
**模型概率更新**：以新息协方差行列式归一化的高斯似然
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$$
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||
\Lambda_j=\frac{1}{\sqrt{(2\pi)^3\det S_j}}\exp\left(-\tfrac12 d_j\right),\qquad
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||
\mu_j'=\frac{\Lambda_j\,\bar c_j}{\sum_k \Lambda_k\,\bar c_k}
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||
$$
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||
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||
其中 dj 为该模型的马氏距离平方。实现中 det Sj ≤ 1e-12 时 Λj = 0，分母 ≤ 1e-12 时保持上一拍概率。
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||
**输出融合**：
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$$
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||
\hat X=\sum_j\mu_j'\hat X_j,\qquad
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||
P=\sum_j\mu_j'\left[P_j+\left(\hat X_j-\hat X\right)\left(\hat X_j-\hat X\right)^T\right]
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||
$$
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||
|
||
### 9.5 卡尔曼滤波
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#### 9.5.1 Singer 模型状态转移与过程噪声
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每轴状态转移矩阵（α = 0.2，T = ΔT 为时间差，秒）：
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$$
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F_{axis}=\begin{bmatrix}
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||
1 & T & \dfrac{\alpha T-1+e^{-\alpha T}}{\alpha^2}\\[2mm]
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||
0 & 1 & \dfrac{1-e^{-\alpha T}}{\alpha}\\[2mm]
|
||
0 & 0 & e^{-\alpha T}
|
||
\end{bmatrix}
|
||
,\qquad
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||
F=\begin{bmatrix}F_{axis}&0\\0&F_{axis}\end{bmatrix}
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||
$$
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||
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||
过程噪声 Qj = qj · Q̄，Q̄ 每轴为对称矩阵，元素为 Singer 模型离散化的标准结果：
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$$
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||
\bar q_{11}=\frac{1}{2\alpha^5}\left[1-e^{-2\alpha T}+2\alpha T+\frac{2\alpha^3T^3}{3}-2\alpha^2T^2-4\alpha T e^{-\alpha T}\right]
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||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
\bar q_{12}=\frac{1}{2\alpha^4}\left[e^{-2\alpha T}+1-2e^{-\alpha T}+2\alpha T e^{-\alpha T}-2\alpha T+\alpha^2T^2\right]
|
||
$$
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||
|
||
$$
|
||
\bar q_{13}=\frac{1}{2\alpha^3}\left[1-e^{-2\alpha T}-2\alpha T e^{-\alpha T}\right]
|
||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
\bar q_{22}=\frac{1}{2\alpha^3}\left[4e^{-\alpha T}-3-e^{-2\alpha T}+2\alpha T\right]
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||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
\bar q_{23}=\frac{1}{2\alpha^2}\left[e^{-2\alpha T}+1-2e^{-\alpha T}\right],
|
||
\qquad
|
||
\bar q_{33}=\frac{1}{2\alpha}\left[1-e^{-2\alpha T}\right]
|
||
$$
|
||
|
||
过程噪声强度 qj 按航迹速度分档（对应三个机动等级）：
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||
| 模型 | TWS 版（track_asso.cpp） | TAS 版（track_asso_tas.cpp） |
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|---|---|---|
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| 模型 1（低机动） | q1 = Model1_Q_slow（恒定） | 同左 |
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||
| 模型 2（中机动） | v≤5: slow/20；5<v≤30: slow；v>30: fast | v≤5: slow/20；50<v≤100: 10·fast；其余: fast |
|
||
| 模型 3（高机动） | v≤5: slow/20；5<v≤20: slow；20<v≤50: fast；50<v≤100: 2·fast；v>100: 10·fast | v≤5: slow/20；50<v≤100: 10·fast；其余: fast |
|
||
|
||
> 注意：Model1_Q_fast 字段当前未参与计算（模型 1 只用 slow）；各档系数以源码为准。
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#### 9.5.2 两点初始化（临时航迹，4 维）
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||
两直角量测 Z0=(x0,y0)、Z1=(x1,y1)，时间差 T：
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$$
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||
X=[x_1,\ (x_1-x_0)/T,\ y_1,\ (y_1-y_0)/T]^T,\qquad
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||
P_{axis}=\begin{bmatrix}R&R/T\\R/T&2R/T^2\end{bmatrix}
|
||
$$
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||
|
||
其中 R 为 Z1 处的转换量测协方差（9.1）。x/y 轴独立填充 P[4][4]。
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||
|
||
#### 9.5.3 三点初始化（可靠航迹，6 维）
|
||
|
||
三点 Z0, Z1, Z2，时间差 T1, T2，取末点与差分近似速度/加速度：
|
||
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$$
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||
X=\left[x_2,\ \frac{x_2-x_1}{T_2},\ \frac{(x_2-x_1)/T_2-(x_1-x_0)/T_1}{(T_2+T_1)/2},\
|
||
y_2,\ \frac{y_2-y_1}{T_2},\ \frac{(y_2-y_1)/T_2-(y_1-y_0)/T_1}{(T_2+T_1)/2}\right]^T
|
||
$$
|
||
|
||
协方差按误差传播由 R0, R1, R2（各点转换量测协方差）构造，x 轴块 P11 形式为：
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||
|
||
$$
|
||
P_{11}=\begin{bmatrix}
|
||
R_2^{xx} & R_2^{xx}/T_2 & \dfrac{R_2^{xx}/T_2}{(T_2+T_1)/2}\\[1mm]
|
||
R_2^{xx}/T_2 & \dfrac{R_2^{xx}+R_1^{xx}}{T_2^2} & \dfrac{(R_2^{xx}+R_1^{xx})/T_2^2+R_1^{xx}/(T_1T_2)}{(T_1+T_2)/2}\\[1mm]
|
||
\dfrac{R_2^{xx}/T_2}{(T_2+T_1)/2} & \dfrac{(R_2^{xx}+R_1^{xx})/T_2^2+R_1^{xx}/(T_1T_2)}{(T_1+T_2)/2} & \dfrac{4\left[(R_2^{xx}+R_1^{xx})/T_2^2+(R_1^{xx}+R_0^{xx})/T_1^2+2R_1^{xx}/(T_1T_2)\right]}{(T_1+T_2)^2}
|
||
\end{bmatrix}
|
||
$$
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||
|
||
P12（x-y 交叉块）、P22（y 轴块）同构，把 Rxx 换成 Rxy、Ryy。
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||
|
||
> ⚠ 当前实现未对 T=0 的重复时间戳做除零保护（BUG-18，暂不修复），调用方需保证点迹时间严格递增。
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||
#### 9.5.4 线性卡尔曼滤波（二维直角量测）
|
||
|
||
标准预测/更新：
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||
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$$
|
||
\hat X_{k|k-1}=F\hat X_{k-1},\qquad
|
||
P_{k|k-1}=FP_{k-1}F^T+Q
|
||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
S=HP_{k|k-1}H^T+R,\qquad
|
||
K=P_{k|k-1}H^TS^{-1}
|
||
$$
|
||
|
||
$$
|
||
\hat X_k=\hat X_{k|k-1}+K\left(Z-H\hat X_{k|k-1}\right),\qquad
|
||
P_k=\left(I-KH\right)P_{k|k-1}
|
||
$$
|
||
|
||
H 为位置选择矩阵（6 维状态取 x/y）。统计距离（马氏距离平方）：
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||
|
||
$$
|
||
d=\nu^T S^{-1}\nu,\qquad \nu=Z-H\hat X_{k|k-1}
|
||
$$
|
||
|
||
此形式用于两点临时航迹的门限 d_cal_track_init（CV 模型 FCV、Q=(0.03)²I）。
|
||
|
||
#### 9.5.5 扩展卡尔曼滤波（距离-方位-径向速度量测）
|
||
|
||
量测向量 Z = [r, θ, vr]，非线性量测函数（由预测状态计算）：
|
||
|
||
$$
|
||
h(\hat X)=\begin{bmatrix}r\\\theta\\v_r\end{bmatrix}=
|
||
\begin{bmatrix}\sqrt{x^2+y^2}\\ \operatorname{atan2}(y,x)\bmod 2\pi\\ -\dfrac{x\,v_x+y\,v_y}{\sqrt{x^2+y^2}}\end{bmatrix}
|
||
$$
|
||
|
||
雅可比（在预测点处线性化）：
|
||
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||
$$
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||
H=\frac{\partial h}{\partial X}=
|
||
\begin{bmatrix}
|
||
\dfrac{x}{r}&0&0&\dfrac{y}{r}&0&0\\[2mm]
|
||
-\dfrac{y}{r^2}&0&0&\dfrac{x}{r^2}&0&0\\[2mm]
|
||
-\dfrac{y(v_xy-v_yx)}{r^3}&-\dfrac{x}{r}&0&-\dfrac{x(v_yx-v_xy)}{r^3}&-\dfrac{y}{r}&0
|
||
\end{bmatrix}
|
||
$$
|
||
|
||
量测噪声 R = diag(σr², σa², σv²)。新息与增益/更新同 9.5.4，并做两项残差修正：
|
||
|
||
- **方位环绕**：νθ = wrapToPi(θ_mea − θ_pred)，归一到 [-π, π)；
|
||
- **多普勒盲速折叠**：νv = νv − Round(νv / v_bind)·v_bind，其中盲速
|
||
|
||
$$
|
||
v_{bind}=\frac{150000}{f_{GHz}\cdot PRI_{µs}}\quad(\mathrm{m/s}),\qquad
|
||
f_{GHz}=9.2+0.02\cdot f_{ind}
|
||
$$
|
||
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||
（PRI ≤ 0 或 f ≤ 0 时返回安全值 1.0，接口约定 PRI 不允许为 0。）
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||
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||
关联判定与模型似然共用 d = νᵀS⁻¹ν，滤波后输出完整 3×3 新息协方差 S 供似然归一化使用（BUG-24 已修复）。
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||
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||
### 9.6 点航关联（最近邻）
|
||
|
||
#### TWS（track_asso.cpp）
|
||
|
||
对每条航迹 × 每个点计算三模型 d1, d2, d3，波门按航迹距离分段：
|
||
|
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| 航迹距离 | 模型 1/2 门限 | 模型 3 门限 |
|
||
|---|---|---|
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||
| r_track ≤ 500 m | d_i² < 9 | d_3² < 9/1000（≈关闭） |
|
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| 500 < r_track < 1000 m | d_i² < 9 | d_3² < 9/100（收紧） |
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| r_track ≥ 1000 m | d_i² < 9 | d_3² < 9 |
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同时满足两个附加门限：
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- **俯仰门限 d_p**：当前恒为 true（分距离段 7°/5°/10° 的逻辑在源码中被注释停用）；
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- **距离门限 d_r**：以航迹-点迹弦距 R = √(r_t² + r_p² − 2·r_t·r_p·cos Δθ)（Δθ 为环绕方位差）与航迹速度位移 VT = v_track·ΔT 判断：
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$$
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VT<100\ \text{且}\ R>300\ \Rightarrow 拒绝;\qquad
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100\le VT\le300\ \text{且}\ R/VT>3\ \Rightarrow 拒绝;\qquad
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VT>300\ \text{且}\ R>1200\ \Rightarrow 拒绝
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$$
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候选对按 d_min = min(d1,d2,d3) 全局排序，**最近邻**原则逐个取点：每条航迹每圈最多关联一个点、每个点只属于一条航迹。关联成功后：三模型分别 EKF 更新 → 模型概率更新 → 更新航迹时间/幅度/SNR/RCS/十字星数据 → 高度平滑。
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**ΔT ≤ 0 的候选（604f158 起的行为）**：ΔT = (点迹 CPI 时间 − 航迹 T_track)/1000，ΔT ≤ 0 表示该点迹时间戳不晚于航迹时间（典型场景：航迹已按 TAS 点迹更新过，本圈 TWS 点迹的时间戳更早，或存在重复时间戳）。这种候选**不再被剔除**，仍参与最近邻最小 d 的比较与选取，但选中后：
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- 不执行 IMM/EKF 更新，不写回 X1/X2/X3、P1/P2/P3 与模型概率；
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- 不刷新航迹时间 T_track / GNSS_time 与点迹信息；
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- 不置实点标志：`Extrapolate_round`、`point_flag`、`associate_point_number` 均保持原值，因此该航迹仍按「未关联航迹」在后续外推环节推进一帧（见 9.9）；
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- 该候选对连同该航迹本圈的其余候选对被一并移出候选表，因此该航迹本圈不会再关联其他点迹；由于时间戳更早的候选仍参与最小 d 比较，它可能先于有效候选（ΔT>0）被取中；
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- 该点迹的 `Use_Flag` 被置 1 消费掉——点迹使用标记是航迹起始的输入过滤条件（track_init 跳过 Use_Flag==1 的点），因此该点迹不会再参与起批，避免生成虚假 TWS 航迹。
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> 历史行为：604f158 之前，ΔT ≤ 0 的候选在选取时被直接剔除并 `continue`，点迹保持未被使用，可能被后续用于航迹起始。该分支原有的 `RDP_LOG` 告警日志现已注释停用；TAS 关联（track_asso_tas.cpp，见下）中同类告警日志仍启用。
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#### TAS（track_asso_tas.cpp）
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只处理 tas_track_idx 指定的航迹，门限：
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$$
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d_i^2 < ASSO\_THORD^2 = 9\ \ \text{且高度门限}\ d_h=1
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$$
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高度门限按航迹距离分段：≤1000 m：|h_t−h_p| ≤ 150 m；1000~2000 m：≤ 200 m；2000~3000 m：≤ 200 m；3000~5000 m：≤ 300 m；>5000 m：不约束。
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> ⚠ **波门语义提示**：代码中 d 本身已是马氏距离平方，但门限写作 d*d < ASSO_THORD*ASSO_THORD，等效于 d < 3（而非 √d < 3）。该行为在 BUG-20 中被识别，**有意保留未改**；ASSO_THORD/1000、/100 已改为浮点除法（BUG-21 修复）。
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### 9.7 高度平滑
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关联实点后，点迹高度入滑窗 Hight_smooth，输出高度取最近 w 个值的平均（不足 w 个则全平均）：
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$$
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\hat h=\frac{1}{w}\sum_{i=N-w+1}^{N} h_i,\qquad
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w=\begin{cases}5,&r\le1000\\6,&1000<r\le2000\\7,&2000<r\le4000\\9,&r>4000\end{cases}
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$$
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> 已知问题（BUG-02）：缓存只增不减，航迹存活越久内存占用越大，当前有意保留。
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### 9.8 航迹号管理（track_index_mangement.cpp）
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- 空航迹表时从 1 开始；否则从 lastest_index+1 向上找第一个未占用号（含 500，BUG-35 已修复），找不到则从 1 回绕；全满（500 条）返回 0（不起批）。
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- 写占用表前校验 1 ≤ Track_Index ≤ 500，防御异常批号越界（BUG-10 修复）。
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### 9.9 航迹外推与消亡
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**外推**：未关联到实点的 TWS 航迹（manual_tracking_flag==0）按工作模式数据率 DATA_RATE_SHORT/MIDDLE/FAR 预测一帧（ΔT≤0 的候选虽被消费但未刷新航迹状态，其 `point_flag` 仍为 0，故同样在本环节外推，见 9.6）；TAS 通道按 latest_timestamp − T_track 预测（ΔT ≤ 0 跳过）；预测用各子模型 Singer F/Qj 推进，Extrapolate_round+1，point_flag=0（虚点/补点），航迹时间同步推进。
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**消亡**：
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| 通道 | 条件 |
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|---|---|
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| TWS | Track_Mode==0 且 Extrapolate_round ≥ TRACK_DIE_ROUND（=4），或 manual_delete_flag==1 |
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| TAS | Track_Mode==1 且 Extrapolate_round ≥ TRACK_DIE_ROUND_TAS（相扫 5 / 机扫 96），或 manual_delete_flag==1 |
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消亡批号写入 Track_die_Index_Output 并删除本地航迹。
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### 9.10 TAS 波束控制（tas_ctrl.cpp）
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- **入队条件**（仅手动）：manual_tracking_flag==1 且 Track_Mode==0 且队列未满（MAX_TAS_NUM，相扫 4 / 机扫 1）且不在 TAS 禁止区内。入队即置 Track_Mode=1、以航迹时间初始化 last_track_time，并输出一次航迹更新。
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- **出队**：队列中目标在航迹表中不存在、或不再处于手动 TAS 状态时清除。（自动转 TAS / 自动退出的 tas_auto_start/tas_auto_end 逻辑全部注释停用——只支持手动。）
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- **波束输出**：在 TAS 队列内遍历，选择满足**数据率门控**的目标——目标距上次波束输出（`last_track_time`）的时间、以及航迹时间 T_track 与最新时间戳 latest_timestamp 的差值，均须大于运行时参数 `Work_Parameter.DATA_RATE_TAS` 秒（单位 s，1521592 起由 Hz 改为 s，需为 >0 的有效值），保证 TAS 目标输出间隔不随波束时间（Beam_Ctrl 调用频率）变化；多个候选中取 CPI 时间最早者，用其状态外推到 latest_timestamp：
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$$
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x_p=x+v_x\Delta T,\quad y_p=y+v_y\Delta T,\quad
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r_p=\sqrt{x_p^2+y_p^2},\quad \theta_p=\operatorname{atan2}(y_p,x_p)
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$$
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输出 TrackingBeam{open_flag=1, type=1, Range=rp, Azi=θp(°), Elev=asin(h/rp)(°), TAS_track_index}；队空、目标不在航迹表或数据率门控未通过时 open_flag=0。输出后更新该目标队列项的 last_track_time；原每次 Beam_Ctrl 末尾的整队循环移位（队列轮转）已停用，改为按数据率门控在队列内轮换目标。
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- tas_ctrl_process 入口强制 *Trust_track_num_Output=0 并在写入前检查容量，防止输出数组越界（BUG-09 修复）。
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## 10. 参数说明
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### 10.1 编译期宏（parameters.h，随扫描体制切换）
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| 宏 | 相扫 PHASE_SCANNING | 机扫 MECHANICAL_SCANNING | 含义 |
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|---|---|---|---|
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| RDP_LOG_ENABLE | 定义（默认开启） | 同左 | 日志文件输出开关：定义时将 `std::cout` 重定向到日志文件；注释掉则不重定向（日志仍输出到标准输出/控制台） |
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| RDP_LOG_DIR | `.\rdp_logs\` | 同左 | 日志文件输出目录（相对宿主进程当前工作目录，目录不存在时自动创建） |
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| DATA_RATE_TAS | 已停用（原 0.3） | 已停用（原 0.0625） | 编译期宏已注释停用；TAS 数据率统一由运行时参数 RadarPara.DATA_RATE_TAS 提供（见 10.2） |
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| SIGMA_R / SIGMA_A / SIGMA_E / SIGMA_V | 10.0 / 0.02 / 0.2 / 2.0（两体制相同） | 同左 | 量测误差：距离 m / 方位 rad / 俯仰 rad / 速度 m/s |
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| DOT_COH_RANGE / DOT_COH_V / DOT_COH_AZI | 80 / 2 / 6 | 同左 | 凝聚门限：距离 m / 速度 m/s / 方位 ° |
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| MAX_BEAM_NUM | 100 | 同左 | 最大波位数 |
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| MAX_TRACK_NUM / MAX_TRACK_INDEX | 500 / 500 | 同左 | 航迹数上限 / 航迹号上限 |
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| R_MIN / R_MAX | 100 / 100000 | 同左 | 有效量程（m） |
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| TRACK_START_THRESHOLD | 8 | 同左 | 起批波门（d² 门限 64；越大越容易起批） |
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| ALPHA_START | 60 | 同左 | 起批折角（°） |
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| TRACK_DIE_ROUND | 4 | 4 | TWS 航迹消亡外推轮数 |
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| TRACK_DIE_ROUND_TAS | 5 | 96 | TAS 航迹消亡外推轮数 |
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| ASSO_THORD | 3 | 同左 | 关联波门 |
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| H_F_WIN_LEN | 3 | 同左 | 高度平滑窗长基数（实际 +2/+3/+4/+6） |
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| TAS_QUEUE_LENGTH / MAX_TAS_NUM | 4 / 4 | 1 / 1 | TAS 队列长度 / 最大 TAS 目标数 |
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| FREQ0 | 9.2 GHz | 同左 | 载波频点（原 FREQ0~FREQ20 一组宏已精简为单个 FREQ0，e729c5b 起由 16.8 GHz 改为 9.2 GHz） |
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### 10.2 运行时参数（RadarPara）
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| 字段 | 含义 | 备注 |
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|---|---|---|
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| Beam_num | 波位数 | |
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| Height | 雷达平台高度（m） | 输出 z 叠加 |
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| Sys_delay | 系统延迟（s） | 输出航迹位置做 x + vx·Sys_delay 补偿 |
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| R_TAS_max/min、V_TAS_max/min、TAS_Height_1~5 | TAS 自动开启/退出条件 | 自动逻辑已停用，字段保留 |
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| track_prohibite_area_num + 4×30 数组 | 起批屏蔽区（最多 30 个） | 数量未做上限校验（BUG-07） |
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| TAS_prohibite_area_num + 4×30 数组 | TAS 禁止区（最多 30 个） | 同上 |
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| cfar_th | CFAR 门限 | 当前未参与处理 |
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| work_mode | 0 近程 / 1 中程 / 2 远程 | 决定数据率与门限分支 |
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| north_angle | 北偏角 | 保留 |
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| V_MAX / V_MIN | 目标速度上下限（m/s） | 航迹头关联速度区间门限 |
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| DATA_RATE_SHORT / MIDDLE / FAR | 三模式数据率（s） | TWS 外推步长 |
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| DATA_RATE_TAS | TAS 波束输出间隔（s） | 由调用者经 track_process_parameters_initial 输入（须为 >0 的有效值）；`tas_beam_output()` 门控阈值为 DATA_RATE_TAS 秒（1521592 起单位由 Hz 改为 s），引导跟踪外推同样使用该运行时参数 |
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| track_start_point_num | 起批点数 | 校验范围 3~9 |
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| track_start_threshold / track_asso_threshold / track_asso_threshold_tas | 起批/关联波门 | **⚠ 声明但当前实现未使用**，实际门限为宏 TRACK_START_THRESHOLD / ASSO_THORD |
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| Model1/2/3_Q_fast/slow | 三个 Singer 模型过程噪声强度 | Model1_Q_fast 未使用；分档规则见 9.5.1 |
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## 11. 已知问题与限制
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详见 archived_docs/BUG_REPORT.md（37 项分析）与 archived_docs/BUG_FIX_REPORT.md（修复明细）。要点：
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### 11.1 已修复（archived_docs/BUG_FIX_REPORT.md）
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- **越界/防御**：TAS Point_Sum 限幅 150（BUG-04）；size()-1 下溢（BUG-05）；起批点数校验（BUG-06）；航迹号下标校验（BUG-10）；Beam_Ctrl 输出计数清零+容量检查（BUG-09）；消亡空向量保护（BUG-34）；航迹号 500 可复用（BUG-35）；局部结构体值初始化（BUG-37）。
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- **时间戳/时序**：TWS 关联 ΔT≤0 的候选不参与滤波更新、不刷新航迹状态并消费该点迹（604f158 起由「剔除候选、点迹保持未使用」改为当前行为，仍属 BUG-15 处置范围）；TAS 关联 ΔT≤0 拒绝（BUG-16）；TAS 外推负时间差跳过（BUG-17）；Bind_speed 除零保护（BUG-19）。
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- **数值稳定性**：方位残差 ±π 环绕（BUG-22）；IMM 概率零分母/奇异保护（BUG-23）；EKF 似然 3×3 新息协方差（BUG-24）；航向角 atan2（BUG-26）；asin 定义域钳位（BUG-27）；近程模型 3 门限浮点除法（BUG-21）；track_clear_all 全模块 reset（BUG-28）；未初始化变量修复（BUG-11/12/14）。
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### 11.2 有意保留 / 未修复（标注于 archived_docs/BUG_REPORT.md）
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- **BUG-01**：基类无虚析构，Destroy() 按基类指针 delete。
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- **BUG-02**：Hight_smooth 只增不减，长时运行内存持续增长。
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- **BUG-03**：工厂 GetB/Destroy 非线程安全，接口线程模型未定义（宿主应单线程调用）。
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- **BUG-07**：禁止区个数未限制在 30 内，配置过大越界读。
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- **BUG-08**：消亡航迹输出数组容量未传入，仅约定 ≤500。
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- **BUG-13**：Work_Parameter 等成员构造后未初始化，必须先调 track_process_parameters_initial 再处理。
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- **BUG-18**：卡尔曼两点/三点初始化对零/负时间差无保护（起批时间戳必须严格递增）。
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- **BUG-20**：门限对马氏距离平方再次平方（等效 d<3），有意保留。
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- **BUG-25**：TWS 关联/输出未排除 Track_Mode==1 的 TAS 航迹（原过滤逻辑被注释）。
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- **BUG-29**：tracking_stop 后 TAS 队列项延迟到下一次 Beam_Ctrl 才移除。
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- **BUG-33**：起批关联未显式校验 ΔT>0。
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- **BUG-36**：TAS 波束关闭时只清 open_flag，其余字段保留旧值。
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### 11.3 未启用功能
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- direct_tracking_process（引导跟踪）、tracking_point（手动打波束）为**空实现**；Track_Init_Direct_Tracking::track_init_process_logic 同样为空。
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- track_asso_direct_tracking.cpp **未加入 CMake 源列表**（与旧 .pro 一致）。
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- TAS **自动**开启/退出逻辑（tas_auto_start/tas_auto_end）注释停用，仅支持手动 tracking_start/tracking_stop。
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- RadarPara 中的起批/关联波门字段未被实现读取（见 10.2）。
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- build/output/ 下为早期打包导出物，其 data_process_class_dll.h 时间戳仍为 32 位 int，与当前 64 位接口不一致，勿作为对接依据。
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## 12. 版本历史
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近期提交（git log --oneline，新→旧）：
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| 提交 | 内容 |
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|---|---|
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| 604f158 | TWS 关联中 ΔT≤0（点迹时间戳不晚于航迹时间）的候选不再剔除：仍参与最近邻选取但不更新 IMM/EKF、不刷新航迹时间与新鲜度，并标记该点迹已使用（`Use_Flag=1`）消费掉，避免其继续参与航迹起始生成虚假 TWS 航迹；`track_asso.cpp` 的 ΔT≤0 告警日志注释停用；过期文档（BUG_REPORT.md、BUG_FIX_REPORT.md、requirements.md）移入 archived_docs/ 留档 |
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| d6cdbc0 | 删除 `data_process.cpp`、`dot_coh.cpp` 中已注释停用的调试输出与早期 1 km SNR 过滤代码残留（不改变运行逻辑）；同步更新 README/CHANGELOG |
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| 1521592 | 新增日志模块（`rdp_log.h/.cpp`，CMake SOURCES 注册、.gitignore 忽略 `rdp_logs/`）：`RDP_LOG_ENABLE` / `RDP_LOG_DIR` 宏（parameters.h）、std::cout 经 `rdbuf()` 重定向到 `.\rdp_logs\` 下日期+时间命名日志、`RDP_LOG` 前缀宏、ΔT≤0 告警日志；`RadarPara.DATA_RATE_TAS` 单位由 Hz 改为 s；修复 `tas_beam_output()` 将向量下标误赋给 `Tracking_beam->TAS_track_index` 的问题；更新 README/CHANGELOG |
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| 5f82098 | 修复 MSVC `/W3` 下全部 C4819 / C4018 / C4244 警告（UTF-8 with BOM、size_t / static_cast 等）；更新项目文档 |
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| f438ac5 | 优化 TAS 调度：波束输出改为在队列内选择满足数据率门控且 CPI 时间最早的目标，停用整队循环移位；DATA_RATE_TAS 编译期宏停用、统一使用运行时参数；#pragma message 提示扫描体制 |
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| e729c5b | 频点宏精简为 FREQ0 = 9.2 GHz（原 FREQ0~FREQ20 均为 16.8 GHz） |
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| b3e2f52 | TAS 波束控制改为按固定数据率调度，RadarPara 新增 DATA_RATE_TAS 运行时参数；新增 CHANGELOG.md、requirements.md，README 补充相应说明 |
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| 93d3924 | 新增 README.md（本文档）；移除 requirements.md；调整 .gitignore |
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| 3500652 | 去掉 1 km 以内航迹起批的 20 dB 信噪比门限 |
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| 01d28e0 | 改用 VS Code + CMake 重新编译（编译器不变）；修复若干逻辑 BUG（见 archived_docs/BUG_FIX_REPORT.md） |
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| 0cb31b4 | 删除不必要文件；输入点迹/输出航迹的 CPI 与 GNSS 时间改为 64 位整型；修复 TAS 外推时间差可能无效的问题 |
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| d101fe9 | 增加航迹清空功能（解决重连乱窜）；TAS 外推时间间隔按波束时间计算；增加 1 km 内 SNR<20 dB 不起批限制（后于 3500652 移除） |
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| 8636179 | 机扫/相扫程序合并，宏定义配置切换 |
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| 06d45f5 | 机扫跟踪增加高度门限判断 |
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| 8b1896d | 适配四面阵机扫跟踪模式 |
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| ae3ef84 | 扫描一圈完成判断改为「波位号变小」 |
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| e9b8a32 | 修复 R 矩阵赋值、波位号判断、点数上限、空容器、雅可比取值、起批负索引、容器 push_back 后修改失效、机扫参数等 8 项 |
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| 28fcf06 | 统一代码缩进格式 |
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| 7c10ae9 / 958ff6b | TWS 关联增加俯仰门限 / 点航距离门限（限制远距离突跳关联） |
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| 2b1293a / 167fa79 | 去掉自动转 TAS，只保留手动转 TAS；起批时手动转跟踪标志清零 |
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| 6008959 | 添加「航迹点迹区分区说明.vsdx」（后随 0cb31b4 删除不必要文件而移除） |
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| d6e43d6 / 199ae34 | 点迹凝聚角度约束调整；凝聚条件按模式区分（近程：距离/速度/方位；中远程：距离/方位） |
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| 06938b2 | 航迹起始增加屏蔽区域 |
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## 13. 参考文档
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| 文档 | 内容 |
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|---|---|
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| CHANGELOG.md | 变更日志（Keep a Changelog 格式，按 git 提交记录维护） |
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| archived_docs/BUG_REPORT.md | 全量逻辑 BUG 分析（P0~P3 共 37 项，含位置、说明、建议、处置结论）——过期留档，仅作历史参考 |
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| archived_docs/BUG_FIX_REPORT.md | 修复明细、修复状态汇总表与 MSVC 2013 x86 编译验证记录——过期留档（对应 01d28e0 时期） |
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| archived_docs/requirements.md | 修改需求说明：日志文件输出功能（rdbuf() 重定向、parameters.h 日志开关宏、日期+时间命名日志、前缀日志宏，附参考示例）——已实现，留档 |
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| backup/data_process_class_dll/data_process_class_dll.pro | 迁移前的 Qt/qmake 工程文件（源文件清单参考） |
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| .vscode/tasks.json、.vscode/cmake-variants.yaml | VS Code 构建任务与变体定义 |
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| build/X256_PS/bin/RadarConfigParam.ini | 回放测试工具（rdp_playback.exe）配置样例 |
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