本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)對動(dòng)態(tài)目標(biāo)高精度定位與跟蹤方法研究

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【摘要】：無人機(jī)以其隱蔽性好、不懼傷亡、操作簡單、使用靈活、滯空時(shí)間長、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn),無論是在軍事領(lǐng)域還是在民用方面均有著廣泛的運(yùn)用。在無人機(jī)的很多應(yīng)用中,都會(huì)包含對動(dòng)態(tài)目標(biāo)的定位與跟蹤任務(wù),定位與跟蹤精度的高低,直接決定著任務(wù)的成敗。我國無人機(jī)在目標(biāo)跟蹤定位領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家有很大差距,為此,本文開展了無人機(jī)對動(dòng)態(tài)目標(biāo)高精度定位與跟蹤方法研究。論文的主要內(nèi)容及研究成果總結(jié)如下:(1)單架無人機(jī)測角測距目標(biāo)定位方法的研究。利用無人機(jī)光電平臺(tái)測量系統(tǒng)測得目標(biāo)的相對方位角、俯仰角及距離,通過齊次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法推導(dǎo)出目標(biāo)定位及目標(biāo)引導(dǎo)的計(jì)算公式,解算出目標(biāo)在大地坐標(biāo)系下的位置信息(經(jīng)度L,緯度B,高度H),進(jìn)而在電子地圖上標(biāo)注出來,以便于對目標(biāo)進(jìn)行分析與監(jiān)視。(2)對無人機(jī)目標(biāo)定位過程進(jìn)行誤差分析,并提出一種高精度目標(biāo)定位的總體方案。首先建立目標(biāo)定位的誤差模型,使用Matlab語言編寫無人機(jī)目標(biāo)定位仿真程序,基于蒙特卡羅思想,對目標(biāo)定位過程進(jìn)行了大量的仿真分析,找出對目標(biāo)定位精度影響較為明顯的因素,在此基礎(chǔ)上,提出提高目標(biāo)定位精度的相應(yīng)措施,進(jìn)而提出了基于無人機(jī)組合導(dǎo)航技術(shù)的高精度目標(biāo)定位方案。(3)針對提出的定位方案,深入研究了無人機(jī)的SINS/GPS組合導(dǎo)航技術(shù)。使用Matlab/Simulink仿真工具分別對SINS和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證其系統(tǒng)性能,分析了它們的優(yōu)勢和局限性。把這兩個(gè)系統(tǒng)通過卡爾曼濾波最優(yōu)估計(jì)算法組合起來,取長補(bǔ)短,通過仿真實(shí)驗(yàn)證明,組合導(dǎo)航定位精度明顯高于各系統(tǒng)獨(dú)立工作的精度。(4)對無人機(jī)目標(biāo)跟蹤中的目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì)算法進(jìn)行研究,提出了一種基于CS模型的交互式多模型粒子濾波算法。由于交互式多模型粒子濾波算法只有在選擇了合適的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型、模型參數(shù)及模型個(gè)數(shù)時(shí)才能得到很好的跟蹤效果;而CS模型自適應(yīng)濾波算法,雖然具有跟蹤精度高、能比較真實(shí)地反映目標(biāo)機(jī)動(dòng)性的優(yōu)勢,但是無法自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此,將這兩種算法相結(jié)合,在交互式多模型粒子濾波算法的基礎(chǔ)上,計(jì)算模型的校正概率,自適應(yīng)地調(diào)整CS模型中的最大正、負(fù)加速度,充分發(fā)揮兩種算法的優(yōu)勢,提高了跟蹤精度。通過仿真驗(yàn)證了本文提出新算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279

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本文編號(hào)：1173604