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Signed-off-by: waiwaylee <waiwaylee@foxmail.com>

2026-10-26 10:45:25 +08:00

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Raw Blame History

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

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"。
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。
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 20 / 机扫 96 圈）；临时航迹靠"缓存圈数 buff_round"消亡。

1. 总体数据流

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）

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 ?<br/>相扫: Beam_index_aiz <= last_beam_num<br/>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<br/>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）

flowchart TD
    A["两两比较点迹 (0, i)"] --> B{"距离/方位/速度<br/>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<br/>并把点i 的 R/方位/V/幅度<br/>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<br/>r < 100 m 或 r > 100000 m"]

3.3 TWS 两帧滑窗（关键机制）

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<br/>→ 本圈参与关联/起始"]
    E -->|"2（本帧的点）"| G["留在缓存中<br/>→ 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

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<br/>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<br/>该点迹候选全部移除<br/>（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<br/>更新航迹时间/点信息/高度平滑<br/>Extrapolate_round=0, point_flag=1"]
    I -- 否 --> K["不更新状态、不刷新航迹时间<br/>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）：<br/>Extrapolate_round ≤ MAX_EXTRAPOLATE_NUM ?"}
    M -- 是 --> M1["按数据率 Singer 预测一帧<br/>推进航迹时间，Track_Update_Flag=1"]
    M -- 否 --> M2["不预测、不推进时间<br/>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<br/>（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

三个模型的 EKF 状态/协方差更新；
模型概率按新息协方差似然更新（见第 5 节）；
航迹时间 T_track / GNSS 时间跟进到该点迹；
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；
高度维平滑（见 4.6）；
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）。窗口按距离分段，且 TWS/TAS 与扫描体制取值不同（H_F_WIN_LEN 相扫 6 / 机扫 3；TAS 偏移于 6284f3f 由 +2/+3/+4/+6 改为 +6/+8/+10/+12）：

点迹距离	TWS 窗口（相扫/机扫）	TAS 窗口（相扫/机扫）
≤ 1000 m	8 / 5	12 / 9
1000 ~ 2000 m	9 / 6	14 / 11
2000 ~ 4000 m	10 / 7	16 / 13
> 4000 m	12 / 9	18 / 15

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 20 / 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）

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）<br/>EKF 统计距离 + 折角 + 多普勒同号<br/>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）<br/>速度区间 + 多普勒一致性<br/>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<br/>剩余点全部转成新航迹头（1 点，buff_round=1）<br/>当圈不再参与关联"]
    D --> E{"④ 长度 ≥ 起批点数<br/>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<br/>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）<br/>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 20 / 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 21 圈（阈值于 5d105d2 由 10 提高到 20）/ 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

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

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<br/>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<br/>（ΔT ≤ 0 则跳过），Track_Update_Flag=1"]
    L1 -- 否 --> M2["不预测、不推进时间<br/>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

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）

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<br/>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<br/>x + vx·ΔT, y + vy·ΔT"]
    E --> F["Range = √(xp²+yp²)，Azi = atan2(yp,xp)<br/>Elev = asin(Height / Range)"]
    F --> G["open_flag=1, type=1, 批号=真实航迹号<br/>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`	20	96	TAS 航迹消亡轮数（判据 `Extrapolate_round > 该值`；相扫 `50e0b5c` 由 5→10、5d105d2 再调整为 20）
`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`	6	3	高度平滑窗长基数：TWS 取 `+2/+3/+4/+6`、TAS 取 `+6/+8/+10/+12`（相扫基数 `6284f3f` 起由 3 调整为 6，TAS 偏移同提交加长）
`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 20 / 机扫 96）；manual_delete_flag == 1 单独判为消亡；
航迹质量（V1.5.8）：内部 01，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 0100（×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。

42 KiB Raw Blame History Unescape Escape