水下目標運動要素估計是水下無人航行器(Unmannd Underwater Vehicle,UUV)實現(xiàn)水下目標探測的核心技術之一。在水下目標運動要素估計中,針對傳統(tǒng)非線性濾波算法受統(tǒng)計特性不確定的噪聲影響導致估計精度低的問題,本文基于卡爾曼濾波理論和最大方位角變化率原則,開展了水下目標運動要素估計方法研究,主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:首先,建立了用于測向交叉定位的水下靜止目標運動模型和卡爾曼濾波框架下的水下勻速直線運動目標的系統(tǒng)方程和觀測方程,完成了水下靜止目標運動模型和勻速直線運動目標運動模型的可觀測性分析。其次,針對UUV平臺被動探測信息中野值的突變性和高維度非線性水下勻速直線運動目標系統(tǒng)噪聲統(tǒng)計特性不確定的問題,基于時間滑窗原理和極大后驗估計原理(Maximum a Posterior,MAP),分別設計了一種被動聲納異常值剔除方法和一種帶噪聲統(tǒng)計特性估計器的容積卡爾曼濾波算法(Cubature Kalman Filter with Noise Statistic Property Estimator,CKFNSPE)。再次,為了提高水下目標運動要素的估計精度,設計了基于最大...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水下目標運動要素估計技術發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 水下目標運動要素估計中非線性濾波理論發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 UUV運動路線研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容與方法
    1.4 論文組織結構
第2章 水下目標運動建模及分析
    2.1 引言
    2.2 水下靜止目標運動建模
        2.2.1 參考坐標系
        2.2.2 測向交叉定位原理
        2.2.3 水下靜止目標的運動模型
    2.3 水下勻速直線運動目標建模
        2.3.1 基于卡爾曼濾波算法的通用模型
        2.3.2 水下勻速直線運動目標的模型
    2.4 水下目標運動模型可觀測性分析
        2.4.1 水下靜止目標模型可觀測性分析
        2.4.2 水下勻速直線運動目標模型可觀測性分析
    2.5 本章小結
第3章 水下目標運動要素估計的算法研究
    3.1 引言
    3.2 被動聲納異常值實時剔除的方法
    3.3 非線性卡爾曼濾波器
        3.3.1 非線性卡爾曼濾波基本原理
        3.3.2 無跡卡爾曼濾波
        3.3.3 容積卡爾曼濾波
    3.4 帶噪聲觀測器的容積卡爾曼濾波算法設計
        3.4.1 常值噪聲統(tǒng)計特性估計器
        3.4.2 帶噪聲統(tǒng)計特性估計器的自適應濾波卡爾曼濾波算法
    3.5 本章小結
第4章 水下目標運動要素估計時UUV機動路線優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 UUV機動路線對水下目標運動要素估計精度影響分析
    4.3 基于最大方位角變化率的UUV機動路線優(yōu)化
        4.3.1 最大方位角變化率原則
        4.3.2 水下靜止目標的UUV機動路線優(yōu)化
        4.3.3 水下勻速直線運動目標的UUV機動路線優(yōu)化
    4.4 基于方位角變化率最大原則的算法設計
    4.5 本章小結
第5章 水下目標運動要素估計方法驗證與仿真
    5.1 引言
    5.2 水下目標運動要素估計算法驗證與仿真
        5.2.1 基于實驗數(shù)據(jù)的靜止目標運動要素估計方法驗證
        5.2.2 基于改進容積卡爾曼濾波算法的勻速直線目標運動要素估計仿真
    5.3 UUV機動路線優(yōu)化仿真
        5.3.1 靜止目標的UUV機動路線優(yōu)化仿真
        5.3.2 勻速直線運動目標的UUV機動路線優(yōu)化仿真
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3742292