本文關鍵詞：無源定位與跟蹤相關技術研究　出處：《西安電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 多站無源定位跟蹤 變分貝葉斯 野值 新息似然

【摘要】：無源定位與跟蹤是多傳感器數(shù)據(jù)融合的一個重要研究內(nèi)容,無源定位跟蹤系統(tǒng)因具有抗干擾、抗低空突防、抗反輻射導彈、反隱身等優(yōu)點,所以在現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭中扮演著至關重要的角色,同時,其在航海、航空、等民用領域也發(fā)揮著重要作用。本文針對無源定位跟蹤系統(tǒng)中的相關問題進行了仔細地研究。首先,對于多站定位跟蹤系統(tǒng)中,針對傳感器觀測噪聲未知會影響定位跟蹤精度的問題,研究了最小二乘自適應卡爾曼濾波算法;其次,針對野值會影響濾波精度問題,研究了基于新息似然的野值的檢測與剔除方法。以上研究為無源定位跟蹤的工程應用提供了理論和方法支撐。取得的主要研究成果如下:1.研究了多站無源定位跟蹤系統(tǒng)的基本理論。首先簡單介紹了多站無源定位的建模。其次介紹了幾種常見的目標運動模型,包括針對直線運動的勻速運動模型以及勻加速運動模型,以及針對機動目標的Singer模型、當前統(tǒng)計模型和轉(zhuǎn)彎模型;最后詳細研究了經(jīng)典的濾波算法,包括針對線性的卡爾曼濾波、以及非線性的擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波和粒子濾波。2.針對多站無源定位跟蹤系統(tǒng)中傳感器觀測噪聲協(xié)方差未知的問題,研究了最小二乘自適應卡爾曼濾波。該算法結合測向多站交叉定位與變分貝葉斯卡爾曼濾波,最終聯(lián)合估計目標的狀態(tài)以及觀測噪聲協(xié)方差。首先利用最小二乘法對目標進行測向多站交叉定位,并把其作為卡爾曼濾波的偽量測;同時針對系統(tǒng)中傳感器觀測噪聲協(xié)方差未知的問題,將變分貝葉斯引入卡爾曼濾波中,通過變分貝葉斯卡爾曼濾波聯(lián)合估計目標的狀態(tài)以及觀測噪聲協(xié)方差。很好地解決了無源定位跟蹤系統(tǒng)中傳感器觀測噪聲未知將會影響定位跟蹤性能的問題,有效地提高了定位跟蹤精度。3.針對無源定位跟蹤中野值的出現(xiàn)會降低濾波的可靠性和穩(wěn)定性問題,研究了一種基于似然的野值檢測與剔除方法。首先通過理論分析的角度研究了野值的出現(xiàn)對于定位跟蹤精度的影響;接著重點介紹了三種基于新息的野值檢測與剔除的方法,幾種方法對于也值得檢測與剔除都具有很好的效果;最后針對野值問題,結合新息似然的概念,研究了針對野值檢測與剔除的新息似然法。該算法基于卡爾曼濾波框架,首先通過計算卡爾曼濾波更新中得到的似然值,并設定判定門限,然后根據(jù)此門限來對量測進行判定,進而達到野值的檢測與剔除的目的。該算法能夠有效地對野值進行檢測與剔除,很好地解決了無源定位跟蹤中野值對定位跟蹤精度的影響,使得目標定位跟蹤精度有了很大的提高。
[Abstract]:Passive location and tracking is an important research content of multi-sensor data fusion. Passive positioning and tracking system has the advantages of anti-jamming, anti-low-altitude penetration, anti-radiation missile, anti-stealth and so on. So it plays a vital role in modern electronic warfare, at the same time, in navigation, aviation. And other civil areas also play an important role. In this paper, the passive positioning and tracking system related issues are carefully studied. First, for the multi-station positioning and tracking system. The least square adaptive Kalman filter algorithm is studied to solve the problem that the sensor observation noise does not know the location and tracking accuracy. Secondly, the outliers will affect the filtering accuracy. The methods of outlier detection and elimination based on innovation likelihood are studied. The above research provides theoretical and methodological support for the engineering application of passive location and tracking. The main research results are as follows:. 1. The basic theory of multi-station passive location and tracking system is studied. Firstly, the modeling of multi-station passive location is briefly introduced. Secondly, several common target motion models are introduced. It includes uniform motion model for linear motion and uniform acceleration motion model, Singer model for maneuvering target, current statistical model and turning model. Finally, the classical filtering algorithms are studied in detail, including linear Kalman filtering and nonlinear extended Kalman filtering. Unscented Kalman filter and particle filter. 2. To solve the problem of unknown covariance of sensor noise in multi-station passive positioning and tracking system. The least square adaptive Kalman filter is studied, which combines direction finding multi-station cross location and variational Bayesian Kalman filtering. Finally, the state of the target and the covariance of the observed noise are estimated jointly. Firstly, the least square method is used to locate the target in multi-station crossover, and it is regarded as the pseudo-measurement of Kalman filter. At the same time, the variational Bayes is introduced into Kalman filter to solve the problem that the covariance of sensor observation noise is unknown. By using variational Bayesian Kalman filter to estimate the state of the target and the covariance of the observation noise, the problem that the unknown sensor observation noise will affect the tracking performance of the passive positioning and tracking system is solved. The outliers in passive location tracking can reduce the reliability and stability of filtering. In this paper, a method of outlier detection and elimination based on likelihood is studied. Firstly, the influence of outliers on location and tracking accuracy is studied from the point of view of theoretical analysis. Then three methods of outlier detection and elimination based on innovation are introduced. Finally, aiming at the outliers problem and combining the concept of innovation likelihood, this paper studies the innovation likelihood method for the detection and elimination of outliers. The algorithm is based on the Kalman filter framework. At first, the likelihood value of Kalman filter update is calculated, and the decision threshold is set, and then the measurement is judged according to this threshold. The algorithm can detect and eliminate outliers effectively and solve the influence of outliers in passive location tracking. The accuracy of target positioning and tracking has been greatly improved.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN713

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6 任s，

本文編號：1388497