基于虚拟时差的运动阵列空间无源定位算法

针对脉冲骨架周期固定的雷达脉冲信号辐射源无源定位问题,该文提出一种基于虚拟时差的运动阵列空间无源定位算法,采用运动单阵列接收目标辐射源信号,通过多次测量侦察站不同位置的脉冲到达时间来估计目标辐射源位置。分别针对脉冲骨架周期已知和未知两种情况,提出了一种基于高阶统计量的无源定位算法,并推导了不同情况下定位精度的克拉美罗界。仿真实验表明,不同情况下定位算法定位精度逼近克拉美罗界,且脉冲骨架周期已知时虚拟时差无源定位算法定位精度优于同孔径实阵列TDOA无源定位算法定位精度,脉冲骨架周期未知时虚拟时差无源定位算法定位精度低于同孔径实阵列TDOA无源定位算法定位精度。

运动阵列非重叠孔径扩展算法

现有线阵列被动合成阵列算法无法满足非连续信号和非均匀线阵列的处理需要,难以被直接用来提高运动线阵列对时域重叠脉冲信号的空间分辨能力。针对这一问题,本文提出一种能够同时满足对非连续信号和非均匀线阵列处理需求的运动阵列非重叠孔径扩展算法。该算法首先通过二维MUSIC算法估计运动阵列的"相位校正因子",进而完成阵列孔径扩展实现对多个时域重叠信号的高分辨方向估计。通过仿真研究可知:小孔径运动阵列利用本算法在不牺牲方向估计精度的条件下,可以有效提高对多信号的分辨能力,且具有较好的低信噪比适应能力。

基于时间反演的运动阵列远场功率合成

首先从理论上分析了时间反演技术运用于运动阵列近场功率合成的可能性及存在的难点和问题建立了基于时间反演技术的运动阵列远场功率合成数学模型。基于此模型,通过对信标信号从不同方向入射情况下的回溯信号波束指向进行仿真,证实了阵列辐射的TR信号可以实现自适应回溯并且比传统相控阵方法形成的合成波束能量更加集中;通过仿真获得单元天线设置为全向天线和有方向性天线时的合成信号主瓣波束3 dB宽度,排除了由于阵列与目标点间的相对切向运动导致目标点脱离合成波束主瓣波束覆盖范围的可能性;分析了随机相位误差和波束指向误差对合成效果的影响,仿真结果表明:随机相位误差对回溯信号合成波束指向影响很小,但对信号的合成效果存在一定影响,由信号多普勒频移引起的波束指向误差对信号的自适应回溯影响很小。所得结论可为时间反演技术在远场功率合成的实际运用提供一定的理论依据。

三维运动声阵列对双点声源角跟踪指向性能研究

为了研究三维运动声阵列对真实目标在双点声源干扰下的二维角跟踪指向问题,分析了多点声源干扰的基本原理,建立了运动声阵列在双点声源下的角度跟踪指向性能数学模型;根据干扰目标与跟踪目标的声信号特性差异,分析了运动声阵列抗点声源干扰时的角度跟踪性能,得到了运动声阵列角度跟踪指向与干扰因素之间的关系;基于等功率双点声源辐射的假设下,建立了运动声阵列抗点声源干扰的角度跟踪指向评价指标,为进一步研究运动声阵列对多源声目标跟踪理论奠定了基础。

运动声阵列跟踪系统坐标模型研究

为了研究运动声阵列跟踪系统的非线性及坐标模型之间的耦合问题,设计了三维运动声阵列的结构模型,分析了声阵列跟踪系统的状态参数;建立了运动声阵列系统的坐标模型,讨论了坐标模型之间的转换关系,确定了输出声阵列观测信息的坐标模型;以目标在匀加速及匀速转弯状态下,建立了运动声阵列笛卡尔坐标模型,分析了模型的非线性因素;基于状态空间的变换方法,建立了运动声阵列的修正极坐标模型,为进一步研究运动声阵列跟踪系统的跟踪算法奠定了理论基础。

运动声阵列自适应交互多模型无迹粒子滤波

为了提高三维运动声阵列在有色噪声环境中对二维机动目标的跟踪精度,提出了一种基于测量残差的自适应交互多模型无迹粒子滤波算法。该算法建立了三维运动声阵列跟踪系统动态模型,通过无迹变换(unscented transformation,UT)构造初始粒子概率分布函数,利用测量残差及自适应因子实时修正测量协方差和状态协方差;通过不同算法仿真对比,验证了文中算法在跟踪精度、稳定性及实时性上的有效性。

基于多尺度贯序式卡尔曼滤波的运动声阵列跟踪算法

为了研究运动声阵列对二维目标在复杂环境中的实时跟踪性问题,根据运动声阵列及二维目标的运动特点建立了状态方程与测量方程,并将其描述为块的形式.根据不同的状态块,利用小波变换把状态块分解到不同尺度上,分别在时域和频域上建立相应尺度上的状态与观测信息之间的关系;采取卡尔曼滤波器递推思想来实现运动声阵列的多尺度贯序式卡尔曼滤波算法,根据最小二乘误差估计理论推导了运动声阵列跟踪系统在球坐标系和直角坐标系下的误差,为提高系统跟踪精度奠定了理论基础,并为工程应用提供了实际方法.与传统的卡尔曼滤波算法相比,Matlab仿真结果表明了本文算法的有效性和优越性.

一种面向高清视频的运动估计计算阵列的实现

运动估计计算阵列（ME）是视频编码器中不可或缺的重要部分,承担着编码器50%~80%的计算任务。实现了一种可以达到高清图像实时处理的可变块运动估计计算阵列。该阵列具有输入带宽需求低,计算效率高等优点,能够满足高清视频（1280×720@30 fps）的实时处理的需求。

一种阵列互耦影响下的目标直接定位算法及其理论性能分析

相比传统的两步定位方法,以Weiss和Amar等人提出的目标位置直接确定方法具有定位精度高、目标分辨率高、可避免"目标-量测"匹配等优势.本文基于该类定位方法的思想,提出了一种利用单个运动天线阵列对目标辐射源的直接定位算法.与已有直接定位算法不同的是,文中新算法考虑了阵列互耦的影响,并且能够实现阵列互耦参量和目标位置参量的解耦合估计.此外,文中还基于矩阵特征值扰动理论,定量推导了新算法参数估计的理论方差(包括目标位置估计方差和互耦向量估计方差),并且给出了全部参量估计方差的克拉美罗界.最后,该文通过仿真实验验证了新算法的优越性和理论分析的有效性.

一种基于改进UPF的运动声阵列交互多模型目标跟踪方法

针对运动声阵列在有色噪声环境中的非线性滤波跟踪实时性问题,提出一种基于改进粒子滤波的交互式多模型目标跟踪(IMM-IUPF)方法.该方法采用最小斜度单形无迹变换结合变尺度无迹变换的Sigma点选取策略,对标准无迹粒子滤波(UPF)进行改进,大幅缩减UPF样本选取计算量;将改进的UPF与交互式多模型(IMM)相结合,通过定义自适应增益修正系数,弥补样本点缩减造成的精度降低问题;最终通过与传统的基于IMM的粒子滤波(IMM-PF)和基于IMM的无迹粒子滤波(IMM-UPF)进行Matlab数值仿真对比验证所提出算法的实用性.

BAT子弹药对二维声目标的角跟踪

针对BAT(Brainpower Antitank)智能子弹药声探测系统不能定距问题,提出一种在仅有方向角信息条件下对地面机动声目标跟踪算法。首先分析了BAT声探测系统做三维运动时的定向算法;然后结合弹体运动特点,给出一种仅利用目标方向信息对地面机动目标跟踪算法,分别推导了目标静止、匀速、匀加速以及更高阶次运动时的角跟踪公式,并指出了定向误差存在的前提下其成立的充分条件;最后,给出了一个该算法的精确度函数,可以量化评估算法的精度,优化跟踪轨迹。理论分析表明BAT不需要在水平方向上做出比机动目标更高阶次的运动即可实现对目标的角跟踪。

BAT弹药对声目标跟踪的仿真研究

BAT子弹药声探测系统是一种运动声阵列,在随弹体做六自由度运动的过程中实时对目标定向。针对运动声阵列仅有角度信息的条件下对目标跟踪问题,用计算机仿真的方法研究了方向误差、高度误差对目标跟踪的影响。首先建立了运动声阵列定向模型,然后在仅有目标角度信息的条件下提出了运动声阵列对目标的跟踪模型,最后用计算机仿真的方法对跟踪模型进行了仿真研究。结果表明:未知弹体抛洒高度时运动声阵列对目标的跟踪需要很高的测向精度,在已知弹体抛洒高度的条件下,则声阵列定向精度能够满足跟踪要求,且跟踪算法简单、收敛较快。

确定性核粒子群的粒子滤波跟踪算法及其CRLB推导

针对运动声阵列在有色噪声环境中的非线性滤波跟踪问题,提出一种确定性核粒子群的粒子滤波算法.该算法通过确定性初始化核粒子集、确定性后验概率密度函数及粒子群与核粒子集更新方式来提高跟踪的精度,并推导出该算法的理论误差性能下界.与传统的粒子滤波算法相比,仿真结果表明了所提出算法的有效性和优越性.