针对机动目标的改进UFIR跟踪算法

在机动目标跟踪中,卡尔曼滤波器(KF)及其改进算法的性能依赖于过程噪声统计特性的准确性,若模型过程噪声与实际存在偏差,通常会出现估计误差增大甚至发散的现象.无偏有限冲击响应滤波器(UFIR)在滤波过程中无需过程噪声统计特性的先验知识,将其应用于机动目标跟踪中,针对现有UFIR滤波器中广义噪声功率增益(GNPG)不随量测新息变化的问题,设计了一种根据相邻时刻量测新息比值动态调整GNPG的改进UFIR滤波器,改善了UFIR滤波器的机动检测能力.仿真结果表明,当假定过程噪声准确时,现有和改进UFIR滤波器与KF的跟踪性能相似;但当假定过程噪声不准确时,改进UFIR滤波器具有最佳的滤波效果.

应用超图匹配的多假设群目标跟踪方法

针对群目标跟踪中的数据关联问题,本文提出一种应用超图匹配的多假设群目标跟踪方法。首先将每个群作为一个整体进行跟踪,通过引入延迟决策,利用延迟时间内产生的群航迹假设树,对群可能发生的分离与融合行为进行判断,实现对群整体的跟踪。接着考虑群内各目标通常在运动过程中将保持相对稳定的位置关系,应用超图匹配算法,由航迹与量测之间的相对位置信息辅助完成近距离群内目标的数据关联。仿真表明该多假设跟踪方法能够有效地对群结构进行估计。同时通过引入群内个体目标的相对位置信息,应用超图匹配算法能够获得更好的群内个体目标数据关联效果。

去偏转换方向余弦位置和多普勒量测跟踪

为解决相控阵雷达方向余弦坐标系下状态空间模型量测方程强非线性的问题,提出了一种带多普勒量测的去偏转换量测跟踪方法.在考虑距离量测误差与多普勒量测误差相关性的基础上,用距离量测与多普勒量测的乘积构造伪量测来减轻多普勒量测的非线性.并通过对方向余弦进行二阶泰勒展开,得到了转换量测误差均值和协方差的一致性估计.最后通过对位置量测和伪量测进行序贯处理解决了伪量测非线性的问题.仿真结果证明:通过引入多普勒量测确实提高了滤波性能;同时相比于常用的扩展卡尔曼滤波器和不敏卡尔曼滤波器,提出的去偏转换量测滤波器在方向余弦坐标系下具有更好的跟踪性能.

弹载导引头雷达SΔ-STAP低秩矩阵恢复检测方法

当弹载导引头雷达检测运动目标时,由于海杂波谱严重扩展,和差波束空时自适应处理(SΔ-STAP)方法抑制海杂波能力非常有限,提出了一种基于低秩矩阵恢复的弹载导引头雷达SΔ-STAP方法。该方法基于低秩矩阵恢复理论建立弹载导引头雷达SΔ-STAP信号模型,首先采用SΔ-STAP方法预处理海杂波;然后利用鲁棒主成份分析(RPCA)技术从距离多普勒数据矩阵中分离出含有目标成分的稀疏矩阵;最后从距离多普勒谱图中有效地检测出运动目标。仿真实验验证了该方法在低信噪比情况下的有效性和鲁棒性。

采用有效策略的置换检验快速实现方法

针对置换检验计算复杂度高的问题,本文提出了一种新的用于置换检验的实现方法,称作有效策略法。该方法首先根据是否对门限有影响,将所有置换策略分为有效策略和无效策略;然后,计算所有有效策略对应的置换统计量;接着,根据所得的置换统计量确定门限;最后,比较检测统计量与门限,完成判决。由于该实现方法仅需计算有效策略对应的置换统计量,因而比常规的直接计算法具有更高的效率。除了理论分析外,本文还具体研究了不同参数对有效策略法计算效率的影响。

角度信息辅助的集中式多传感器多假设跟踪算法

对于密集杂波环境中的多目标跟踪,传统集中式多传感器多假设跟踪(CMS-MHT)算法在每一时刻的航迹-量测关联假设数量大大增加,导致数据关联不确定性增大,以至很难由常规航迹得分给出正确关联,表现为高的漏情率以及航迹分裂现象。基于传感器测量误差较小时虚警与目标量测的空间分布特点,针对多个相同类型传感器进行目标跟踪,该文提出一种角度信息辅助的CMS-MHT算法,设计了新的角度信息辅助的航迹得分计算方法,可以降低航迹-量测关联的不确定性,从而得到比传统CMS-MHT更优的关联假设。仿真实验结果表明,在密集杂波环境中,该算法能有效降低漏情率,并有更好的航迹完整性。

SAR振动目标成对回波聚焦的改进Keystone变换算法

在高分辨率SAR成像中,成对回波是振动目标典型的多普勒特征,常规聚焦成像算法处理后会出现散焦现象,不利于对目标振动参数的分析。本文提出了一种振动目标成对回波的聚焦算法。在推导振动目标二维频域解析式基础上,采用Keystone变换进行徙动校正,接着在距离-多普勒域中完成二次相位误差补偿,实现了振动目标与静止目标的同时聚焦。该方法不需要振动目标先验知识,适合对不同振动状态下多目标成对回波的聚焦,点目标仿真验证了算法的有效性。

基于滑模控制的制导方法研究

针对空地导弹末制导段终端角约束问题,根据滑模控制理论,设计了加速度控制指令垂直于弹目视线方向的制导规律。从建立末制导过程中导弹和目标间的动力学方程入手,推导出以视线角和视线角速度为状态量的状态方程,构建了一个滑模面,在这个滑模面上弹目视线角和期望的终端角之差与弹目视线角速度为零。又引入Lyapunov函数驱动系统达到所设计的滑模面,综上推导出控制加速度的表达形式。该导引律在满足终端角要求的同时,能进一步增大导弹击顶速度。最后,在MATLAB环境下构建了几种仿真场景,仿真结果表明该制导律的有效性。