本文關(guān)鍵詞：機載雷達組網(wǎng)探測航跡融合優(yōu)化處理技術(shù)研究

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【摘要】：機載雷達利用高度優(yōu)勢相對地基雷達可更早對來襲目標進行預警,如果將兩者進行有效的組網(wǎng)融合可以大幅提高整個系統(tǒng)的探測和跟蹤能力,但是,由于載機高速運動和高機動性,機載雷達與地面融合中心之間通信會受到干擾而不穩(wěn)定,導致它們之間傳輸?shù)牟糠謹?shù)據(jù)失真,進而影響對探測目標的航跡精度;同時,隨著組網(wǎng)中雷達數(shù)量增加,會導致系統(tǒng)帶寬資源短缺,進一步影響節(jié)點之間的通信質(zhì)量。本文主要研究算法在保證航跡融合精度的前提下降低各雷達與融合中心的數(shù)據(jù)傳輸需求,探索對部分傳輸過程中失真的數(shù)據(jù)進行合理補償?shù)慕鉀Q方案,下面是主要的研究內(nèi)容:1.在數(shù)據(jù)預處理階段,需要對組網(wǎng)內(nèi)傳感器系統(tǒng)誤差進行實時估計,針對機載平臺存在姿態(tài)角系統(tǒng)誤差,采用擴展卡爾曼濾波對非線性量測方程做線性化近似,利用相同的隨機點目標,在對目標的狀態(tài)估計和誤差估計之間協(xié)方差不做近似的情況下實現(xiàn)它們的解耦合,提出了EEX(Extend Exact Method)系統(tǒng)誤差精確實時處理算法,相對于批處理MLRM(Maximum Likelihood Registration Method)算法估計性能提高了20%左右。2.在組網(wǎng)布站優(yōu)化方面,通過對組網(wǎng)空域覆蓋系數(shù)和冗余度系數(shù)建模,提出了一種利用粒子群算法求解雷達組網(wǎng)布站的覆蓋區(qū)域面積和覆蓋冗余度構(gòu)成非線性優(yōu)化問題的方法,據(jù)此建立了布站評價指標與航跡測量數(shù)據(jù)融合精度的對應關(guān)系,給出了不同場景下布站策略,仿真結(jié)果表明最優(yōu)布站下空域覆蓋系數(shù)和冗余度分別可以達到90%和80%以上。3.針對組網(wǎng)系統(tǒng)傳感器節(jié)點數(shù)量不斷增加導致系統(tǒng)通信帶寬資源匱乏的情況,主要分析exact分段航跡融合算法下在不同的數(shù)據(jù)傳輸配置下的航跡融合精度對比,并提出了有記憶反饋模型,分別給出了各模型下的計算復雜度,其對應了組網(wǎng)中各雷達節(jié)點與融合中心的數(shù)據(jù)傳輸速量,并分析了對應配置下的航跡融合精度,得到可以切換融合算法的不同配置來平衡融合精度與節(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸量的結(jié)論,最后可以在降低5%左右的融合精度情況下減少15%左右的數(shù)據(jù)傳輸量。4.針對組網(wǎng)中雷達本地航跡協(xié)方差矩陣在數(shù)據(jù)傳輸過程部分失真的情況,分析了幾種常用分段航跡融合算法在幾種不同協(xié)方差矩陣配置下融合精度對比,研究了本地航跡協(xié)方差矩陣各分量對航跡融合精度的精確影響,提出一種根據(jù)傳感器自身特性補償該損失信息的方法,并通過實測數(shù)據(jù)驗證了該方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：機載雷達組網(wǎng) 姿態(tài)角誤差 分段航跡融合 系統(tǒng)帶寬 本地航跡協(xié)方差
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V243.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 機載雷達組網(wǎng)航跡融合研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 機載雷達組網(wǎng)布站與系統(tǒng)誤差研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 本地航跡數(shù)據(jù)質(zhì)量對融合航跡精度影響研究13-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 1.4 論文組織及研究內(nèi)容15-16
• 第二章 機載雷達組網(wǎng)布站與航跡融合精度優(yōu)化分析16-25
• 2.1 引言16-17
• 2.2 雷達網(wǎng)部署的基本方式17-19
• 2.2.1 地面雷達部署的方法17-18
• 2.2.2 空基雷達部署的方法18-19
• 2.3 雷達組網(wǎng)優(yōu)化布站與航跡融合精度19-23
• 2.3.1 雷達組網(wǎng)布站與航跡精度19-20
• 2.3.2 雷達組網(wǎng)部署模型建立20-21
• 2.3.3 布站優(yōu)化仿真21-22
• 2.3.4 總結(jié)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第三章 機載雷達組網(wǎng)系統(tǒng)誤差估計算法研究25-42
• 3.1 數(shù)據(jù)預處理技術(shù)25-29
• 3.1.1 野值剔除技術(shù)25-26
• 3.1.2 數(shù)據(jù)配準方法26-29
• 3.2 系統(tǒng)誤差修正29-40
• 3.2.1 固定多傳感器系統(tǒng)誤差修正29-30
• 3.2.2 機載多傳感器系統(tǒng)誤差修正30-40
• 3.3 總結(jié)40-42
• 第四章 航跡融合數(shù)據(jù)傳輸模型對融合精度影響分析42-57
• 4.1 引言42-43
• 4.2 Exact算法無記憶分段航跡融合模型43-48
• 4.2.1 問題描述43-44
• 4.2.2 Exact算法無記憶融合模型44-48
• 4.3 Exact算法無記憶模型與CMF算法對比48-49
• 4.4 反饋對無記憶融合模型融合精度影響49-50
• 4.5 Exact算法有記憶分段融合模型50-53
• 4.5.1 Exact算法有記憶無反饋模型51-52
• 4.5.2 Exact算法有記憶有反饋模型52-53
• 4.6 有記憶分段航跡融合模型和CMF算法對比53-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 第五章 本地航跡數(shù)據(jù)傳輸失真對融合精度影響研究57-70
• 5.1 引言57
• 5.2 常用分段航跡融合算法57-59
• 5.3 傳感器航跡協(xié)方差配置59-60
• 5.4 性能分析60-64
• 5.5 傳感器本地航跡協(xié)方差補償64-67
• 5.6 實測數(shù)據(jù)驗證分析67-68
• 5.7 總結(jié)68-70
• 第六章 總結(jié)及展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻碩期間取得的研究成果77-78

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