空中目标编队自动分析挖掘算法

针对战场态势数据分析与规律知识挖掘需求,基于掌握的战场目标历史活动信息,分析目标间深层次关联特征,运用Prim算法和模板匹配思想构建目标关联性研判、目标编队自动提取以及编队特征匹配识别模型,提出了一种快速实用的空中目标编队自动分析挖掘算法。通过若干案例仿真验证了该算法模型的可行性和有效性。所提算法能够快速有效地从海量历史活动数据中挖掘出存在关联性的目标编队,给出目标关联可信度,能够对目标间关联关系、编队类型等编队特征进行有效识别,并且该算法计算量小,易于工程实现。

机载雷达目标编队试飞指挥引导自动化方法与实现

新一代战斗机机载雷达目标编队试飞呈现大场次的多批、多路、多层次指挥、引导和决策。针对战斗机雷达目标编队传统的人工指挥引导速度慢、精度差、效率低,导致现有试飞手段满足不了试飞需求的问题,介绍了机载雷达目标编队试飞自动化指挥引导的基本全向引导法等方法、主要功能设置和模块体系结构,建立了机载雷达目标编队试飞自动化指挥引导实现模型,并在基于地面雷达和GPS试飞指挥引导自动化系统研制中得到实现和验证。

非合作目标编队飞行耦合动力学建模与六自由度控制

研究了非合作目标编队飞行的相对轨道和相对姿态运动,分析了非合作目标编队飞行的相对位置运动和相对姿态运动的耦合关系;建立了非合作目标编队飞行的六自由度动力学模型;设计了基于指数趋近律滑模控制方法的控制器;并证明了该系统的稳定性。仿真结果验证了六自由度控制的有效性。

高频地波雷达编队目标分辨方法

由于方位分辨性能受限和多普勒模糊问题,高频地波雷达(HFSWR)难以分辨编队内的子目标。该文将逆合成孔径原理应用于HFSWR,提出横向距离成像方法。该方法首先在运动补偿处理中消除径向运动分量、保留旋转运动,实现聚焦的多普勒谱,并分辨多个子目标。然后,横向距离定标处理将频率坐标转化为横向距离,进而估计子目标间的间距。其中,由最小熵准则来估计径向速度和径向加速度,由分段数字波束形成来估计旋转角度。为了在有限积累时间条件下提升分辨效果,采用基于数据复用方式的重叠相干积累来增加扫频周期数。仿真实验表明,所提方法的理论分辨率在几百米至几千米范围内,运动补偿和横向距离定标实现了单纵队的分辨及其间距估计,重叠积累具有缩窄主峰和降低旁瓣水平的效果。

新生参数未知的ET-GM-PHD编队目标跟踪方法

为了解决多个编队在新生目标参数不明确背景下的目标跟踪问题,提出了一种新生目标相关参数未知的编队目标跟踪算法,它可以有效地提高跟踪性能,从而更好地满足需求。通过采用高斯混合概率假设密度(ET-GM-PHD)滤波框架,对PHD参数进行预测,进而分析各个高斯分量之间的相关性,从而筛选出最优的量测集合,最终消除大多数的噪声干扰。再利用在编队目标运动区域内量测分布密集的特性,通过目标检测方法找到其位置并跟踪。最后,仿真实验表明,在新生目标相关参数未知的情况下,提出的方法能够快速有效地跟踪编队目标,具有较好的跟踪性能。

一种编队目标架次检测方法

针对常规低分辨雷达无法直接在距离和方位上分辨编队目标的缺陷 ,分析了编队目标间距引起目标间多普勒频率的差异和目标多普勒频率的变化规律 ,探讨了用时频分布分辨目标的可能性。提出了一种基于编队目标回波时频分布生成的图像 ,利用图像描述技术 ,实现编队目标架次检测的方法。实测目标回波数据实验结果表明 ,该方法能可靠检测目标架数 ,具有一定的抗噪声和抗干扰能力 ,同时计算量小 ,易于实时实现 。

低分辨雷达编队目标分辨新方法

对于编队飞行的目标 ,由于它们之间的间距较小 ,常规雷达无法直接在距离和方位上区别目标 .如果利用逆合成孔径雷达成像技术对运动目标回波的多普勒频率的差别 ,获得的较高的横向分辨率目标是完全有可能分辨目标的 .该文将图形锐化度准则估计目标的运动参数进行平动补偿的方法用到低分辨雷达一维横向成像 ,并采取超分辨方法提高分辨率 ,进行编队多目标的精确分辨 .实测数据证明 ,该方法是一种有效的多目标分辨方法 .

基于选择方式的寻的雷达对编队目标捕捉算法

根据反舰导弹的射击原理,首先建立了基于Monte Carlo法的编队目标在反舰导弹捕捉坐标系的位置模型,然后建立了基于寻的雷达分辨能力和选择方式的反舰导弹对编队预选目标的捕捉算法,仿真分析了目标速度、编队间距和反舰导弹进入目标的舷角对捕捉预选目标的影响,得到了反舰导弹打击编队预选目标所需的选择方式及导弹进入目标舷角的范围,为反舰导弹有选择的打击编队目标奠定了理论基础。

基于ICP的稳态部分可辨编队目标精细跟踪算法

针对稳态编队在部分可辨条件下精细跟踪的难题,提出了一种基于迭代就近点(ICP)的稳态部分可辨编队精细跟踪算法。首先将ICP算法思想应用于编队成员拓扑的点航关联中,将k时刻的位置状态估计通过最近点循环迭代逼近k+1时刻的量测,在关联判决时采用双门限原则应对部分可辨所带来的漏观测问题,以提高关联时的容错性能;进而采用概率最近邻对漏观测航迹进行填补,以进一步保证跟踪的可靠性;最后,采用多模型法实现编队成员航迹滤波更新,以保证航迹的跟踪滤波精度。仿真结果表明,与现有的基于模版匹配的编队目标跟踪算法以及经典的多假设多目标跟踪算法相比,该算法具有较高的跟踪可靠性与精度,且在编队拓扑发生缓慢变化时具有更高的正确跟踪率。

基于空时融合隐马尔科夫模型的舰艇编队目标识别方法

基于末制导雷达搜索舰艇编队目标时获得的目标大角域高分辨距离像(HRRP)信息,该文建立了描述单个HRRP样本内向量之间统计关系的"各态历经"空间隐马尔可夫模型(SHMM)和描述HRRP样本之间统计关系的"从左到右"时间隐马尔可夫模型(THMM)。与对一类目标全方位角训练数据只建立一个THMM模型的方法相比,该方法充分利用目标的大角域HRRP信息,提高了识别性能。通过对5类舰船目标的仿真和3类民用船只的外场实测数据分析表明该方法的有效性。

基于编队目标重心的航迹起始方法研究

在分析了编队目标跟踪现有的K-方法和集群引晶方法的基本原理、步骤及存在问题的此基础上,针对编队目标不同于一般多目标的特点,提出了基于编队目标重心的航迹起始方法。该算法首先根据监视区域内多目标回波的空间距离进行分群检测预处理,以形成编队目标;在完成分群检测后,再利用目标回波幅度信息求解每个编队目标的重心,以编队目标重心为等效量测实现编队目标快速、稳定的航迹起始。仿真结果证明了该方法的正确性与有效性。

编队目标的仅方位跟踪

编队目标跟踪是多目标跟踪领域中的一个特殊问题。一般认为,在巡航状态下编队中的所有目标以同样的速度和航向匀速运动。这一事实可以用来帮助目标跟踪器改善跟踪效果。给出了在仅方位测量条件下编队目标跟踪的3种模型:分开模型、耦合模型和协作模型。分开模型实质上是多个单目标的同时跟踪,与单目标跟踪没有区别;耦合模型是将多个目标的待估状态耦合成一个综合的目标状态,各目标的测量信息也是合在一起使用;协作模型则是利用跟踪效果好的目标的速度和航向解算结果来帮助跟踪效果差的目标。对这3种方法进行的理论和仿真比较分析的结果表明,协作模型更有优势。

基于距离-方位二维聚类的海上编队目标距离像提取

在观测编队目标时波束内容易出现多个目标,可能引起距离像邻近甚至混叠,难以判断距离像簇与目标之间的对应关系,导致无法准确提取单个目标的距离像信息。基于距离像目标识别的需求,在海面编队结构信息的约束下,分析了波束内多目标出现概率,定义了多目标距离像之间的4种关系。利用目标的距离和方位角信息进行二维聚类来判断距离像簇与多目标之间的对应关系,从而实现波束内多个舰船目标的距离像提取。仿真实验表明该算法能够在不同信噪比和带宽条件下很好地区分编队内不同目标的距离像,为下一步基于距离像信息的目标识别和稳定跟踪提供了重要条件。

基于时间-距离-多普勒像的编队目标架次检测

针对实际编队目标在距离上的分布特性和目标多普勒频率的变化规律 ,利用联合时频变换代替传统傅立叶变换 ,建立目标时间 -距离 -多普勒立体像 ,提出一种基于立体像的目标架次检测方法。该方法不仅能给出清晰的瞬时距离 -多普勒像 ,而且能反映目标距离 -多普勒像的时间演变特性 ,较好地解决了目标在距离上的分布和多普勒像的模糊。实测回波数据验证了该方法的有效性 ,成功地实现了 4架编队飞机目标的架次检测。

反舰导弹捕捉编队目标概率的新算法

在分析了反舰导弹捕捉目标原理的基础上 ,设计并推导了一种对编队目标捕捉概率的新解析算法 .介绍了该算法的模型和捕捉概率的简化算法 ,给出了算例 .

编队密集目标精细航迹起始算法研究

提出了一种编队密集目标精细航迹起始算法,该算法无需进行计算量较大的量测聚类处理。首先通过放宽航迹起始准则建立所有可能的初始相关序列;然后通过比较不同序列间是否包含公共量测,对所有序列进行聚类;最后对同属一个聚类的初始相关序列采用最优化分配处理,选取最优方案对编队中的每个目标进行精细航迹起始。经仿真数据验证,该算法计算量小,航迹起始正确率高。

窄带相参雷达非刚性编队目标架次分辨研究

针对窄带相参雷达,文中在对目标进行长时间观测的基础上,深入研究非刚性编队架次分辨的原理。建立了多目标的统一模型,分析了非刚性编队目标的回波多普勒组成,提出了公转多普勒、径向多普勒和调频多普勒等新概念。进而,指出公转多普勒和径向多普勒的和决定了目标时频曲线起点,调频多普勒决定了目标时频曲线的走势。而目标间频率起点和时频曲线走势的差别构成了编队架次分辨的基础,而时频分析则是实现分辨的有效手段。最后,仿真和实测的实验结果证明了文中结论的正确性。

单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨。利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件。以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状。给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析。研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型。

基于滑窗式航迹关联的编队目标识别算法

雷达跟踪密集编队目标时容易出现频繁起批的问题,在获得编队整体合批航迹的需求背景下,提出一种基于滑窗式航迹关联的编队目标识别算法。该算法首先给出基于加权航迹关联判决的两航迹编队识别模型;然后进一步采用循环阈值判断完成多航迹的编队分割;最后进行滑窗多时刻的编队识别确认与合批处理,得到编队合批航迹。仿真结果表明,算法在编队平行机动和交叉运动环境下频繁起批时,均能够有效识别编队目标并生成合批航迹。

利用JPDA进行编队目标的多雷达航迹关联应用研究

航迹关联是航迹融合中的关键步骤。在对同一编队内多个目标进行多雷达航迹关联时,受系统误差残差的影响,航迹关联正确率无法满足使用要求。为了解决此问题,文中在多雷达航迹关联过程中引入JPDA算法,通过选择合理的联合事件来计算航迹关联似然值,并构建系统仿真模型,针对工程实用的经验JPDA和次最优JPDA算法进行了分析,通过比较原始的航迹关联结果和分别加入两种JPDA算法后的航迹关联结果,能够表明JPDA算法对于编队多目标环境下的航迹关联正确率有较好的提升作用。