解耦的转换测量Kalman滤波算法

对于极坐标观测下的目标跟踪问题 ,基于转换测量Kalman滤波器 (CMKF) ,应用正规变换 ,得到了解耦的CMKF算法 ,同时研究了CMKF和解耦CMKF算法的初值估计问题 .仿真结果表明了解耦CMKF算法及其初值估计的有效性 .

均方意义下的最优无偏转换测量Kalman滤波

转换测量Kalman滤波(CMKF)在雷达跟踪领域得到了广泛的应用。然而,当目标位置的互距离测量误差比较大时,CMKF的性能将急剧下降。本文在均方意义下给出了一种新的无偏CMKF。这种滤波器的关键是在均方意义下推导无偏转换测量误差协方差阵的最佳估计。对于匀速运动目标,仿真结果表明本文方法可以得到好的滤波性能,而当方位测量误差比较大时,滤波性能的改善就更加明显。此外,对机动目标的情形亦进行了讨论。

视线坐标系下的解耦无偏转换测量Kalman滤波算法

由于无偏转换测量Kalman滤波算法(unbiased converted measurement Kalman filter,UCKMF)的转换测量噪声协方差矩阵是非对角矩阵,所以无法直接给出该算法的解耦算法。针对此问题通过从参考坐标系(reference coordinate system,RCS)到视线坐标系(line-of-sight coordinate system,LCS)的坐标变换,在视线坐标系下得到了对角形式的转换测量噪声协方差矩阵,实现了转换测量噪声在三个坐标方向上的去相关化,并进一步在三维空间中推导了解耦的UCMKF滤波算法。在算法中,采用递推公式对参考坐标系与视线坐标系的坐标变换矩阵进行估计,并通过一个补偿矩阵提高了估值精度。仿真结果表明,对于匀速运动的目标,解耦UCMKF算法与耦合UCMKF算法的跟踪性能非常接近,但计算量大大降低,因此比较适合在多目标跟踪中应用。

基于正规变换的转换测量Kalman滤波算法

对于极坐标观测下的目标跟踪问题 ,基于转换测量Kalman滤波器 (CMKF) ,应用正规变换方法对其进行解耦 ,经过理论推导 ,得到了变换的解析表达式。

三维解耦转换测量Kalman滤波算法

基于去偏转换测量Kalman滤波(CMKF),利用对角化和单位化方法求解正交变换,设计了实用的三维空间解耦降维算法。算法复杂度分析和仿真试验结果表明了算法的有效性。

一种用于光电目标跟踪的非线性滤波算法

基于传统转换测量卡尔曼滤波算法,提出了一种二阶去偏转化测量卡尔曼滤波算法。该算法对转换测量方程进行二阶泰勒展开,得到转换测量值误差的均值和方差表达式,并对转换测量方程进行去偏差补偿,再经转换测量卡尔曼滤波,从而显著减小传统滤波算法的线性化误差,提高远距离目标的跟踪精度。仿真结果表明:二阶去偏转换测量卡尔曼滤波(SCMKF)算法跟踪精度明显优于传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法和转换测量卡尔曼滤波(CMKF)算法,收敛速度比EKF算法至少可提高1倍。

基于激光实时跟踪测量的航天器编队相对位置测量方法

为了解决编队航天器间相对位置的高精度测量,实现航天器编队自主飞行,提出基于激光实时跟踪测量航天器间相对位置的测量定位方法,建立了航天器间相对位置测量的数学模型。该测量方法在直角坐标系下用Hill方程建立编队航天器相对运动模型,得出航天器相对运动轨迹的解析解,在极坐标系下建立航天器间相对位置的激光跟踪测量模型,将激光跟踪测量系统的测量值转换到直角坐标系,对转换误差进行去偏差补偿,利用卡尔曼滤波方法进行数据处理,以提高航天器间的相对位置测量精度。仿真结果表明,若对于测距精度为5厘米,测角精度为0.1度的激光跟踪测量系统,采用去偏差转换测量卡尔曼滤波方法,航天器空间相对位置精度可达到厘米量级。

非线性系统中的机动目标跟踪算法

对于非线性系统中的机动目标跟踪问题 ,首先针对“当前”统计模型的缺陷提出了一种修正算法 ,然后应用转换测量Kalman滤波算法进行跟踪。仿真结果表明在非线性观测条件下 ,算法明显提高了对弱机动和非机动目标的跟踪性能 。

一种实时的机动目标多模型跟踪算法

提出了一种实时的机动目标多模型跟踪算法。该算法包含两个并行的Kalman滤波器,分别为匀速Kalman滤波器和匀加速Kalman滤波器。定义了"滤波运动模型偏离度"作为模型切换的判据,在线实现了两个Kalman滤波器的自动切换,使总输出结果最大程度的符合实际运动模型。通过可调过程噪声的自适应方法,抑制了滤波发散,避免了在模型切换时误差跳变过大。仿真测试结果表明,该算法跟踪精度高,计算量小,因此适合在自行高炮的目标跟踪中使用。

某自行高炮火控系统软件设计与仿真测试

火控系统是自行高炮武器系统的重要组成部分,火控系统的跟踪、解算能力和射击诸元精度直接影响着对目标的拦截能力。提出了自行高炮火控系统软件总体设计方案,给出了软件任务间的调用关系及数据流向。采用转换测量Kalman滤波算法实现了机动目标的跟踪,采用弦截法进行了命中问题的求解。仿真及测试结果表明,该软件设计合理,求解精度高,具有一定的工程应用价值。