發(fā)布時間：2022-07-13 14:42

　　天基紅外傳感器系統(tǒng)以其全天候、多譜段、作用范圍廣和觀測距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢,在國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的地位和作用日益凸顯。作為該系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢,研制和構(gòu)建低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)對實現(xiàn)導(dǎo)彈全生命周期的探測與跟蹤具有重要的前瞻意義。其中,彈道導(dǎo)彈中段的監(jiān)視與跟蹤是系統(tǒng)信息處理的核心任務(wù),也是引導(dǎo)攔截并實施精確打擊的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。中段釋放大量彈頭和誘餌是彈道導(dǎo)彈實現(xiàn)突防的常見手段,大量密集目標(biāo)的出現(xiàn)將給天基紅外傳感器信息處理系統(tǒng)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文以中段目標(biāo)群威脅為研究背景,圍繞跟蹤處理過程中的難點和關(guān)鍵技術(shù)展開研究,主要工作和取得的研究成果如下:第二章研究了中段目標(biāo)群空間運動特性、紅外輻射特性,以及天基紅外傳感器探測背景和環(huán)境,梳理了紅外傳感器成像過程中的關(guān)鍵因素和模型,利用衛(wèi)星工具軟件（Satellite Tool Kit,STK）構(gòu)建了“中等逼真度”的監(jiān)視跟蹤場景,深入分析了目標(biāo)群像平面運動特性和產(chǎn)生的量測特性,闡明了空間鄰近目標(biāo)（Closely Spaced Objects,CSOs）和斑狀融合量測對跟蹤處理的影響,建立了一種結(jié)合CSOs超分辨技術(shù)的目標(biāo)群跟蹤處理流程。此外,構(gòu)建的仿真場景為后續(xù)章節(jié)的理論... 

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國外天基紅外傳感器系統(tǒng)研制發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 傳感器性能和探測手段的演變
        1.2.2 星上信息處理系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)
    1.3 低軌紅外傳感器系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
        1.3.1 中段目標(biāo)群對紅外傳感器系統(tǒng)的威脅
        1.3.2 目標(biāo)群跟蹤處理難點
    1.4 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 目標(biāo)群仿真場景構(gòu)建及跟蹤處理框架
    2.1 引言
    2.2 目標(biāo)群和探測背景特性分析
        2.2.1 彈道目標(biāo)中段運動模型和目標(biāo)群釋放過程
        2.2.2 典型彈頭和誘餌的紅外輻射特性分析
        2.2.3 探測背景特性分析
    2.3 紅外跟蹤傳感器成像仿真
        2.3.1 目標(biāo)空間位置到像平面坐標(biāo)的投影變換
        2.3.2 像平面成像模型
        2.3.3 傳感器到目標(biāo)的視線測量
        2.3.4 圖像檢測處理和雜波特性
    2.4 跟蹤場景構(gòu)建與目標(biāo)群像平面特性仿真分析
        2.4.1 典型場景參數(shù)設(shè)置
        2.4.2 目標(biāo)群像平面特性仿真分析
    2.5 目標(biāo)群跟蹤處理需求與框架設(shè)計
        2.5.1 目標(biāo)群跟蹤處理需求分析
        2.5.2 星上跟蹤處理框架
    2.6 本章小結(jié)
第三章 像平面目標(biāo)群跟蹤濾波算法研究
    3.1 引言
    3.2 研究現(xiàn)狀
        3.2.1 現(xiàn)有的目標(biāo)群跟蹤濾波方法及問題分析
        3.2.2 群目標(biāo)最優(yōu)貝葉斯濾波原理
        3.2.3 其他領(lǐng)域群目標(biāo)跟蹤濾波方法
        3.2.4 擴(kuò)展目標(biāo)與群目標(biāo)跟蹤關(guān)聯(lián)及其研究重點
    3.3 像平面量測劃分
        3.3.1 基于距離的量測劃分方法及問題分析
        3.3.2 基于像元幅度的量測劃分方法
    3.4 基于橢圓隨機(jī)超曲面模型的高斯混合PHD濾波器
        3.4.1 基于橢圓RHM的量測模型
        3.4.2 RHM-GM-PHD濾波器
        3.4.3 仿真實驗和性能分析
    3.5 多模型高斯逆Wishart PHD濾波器
        3.5.1 修正的高斯逆Wishart PHD濾波器
        3.5.2 結(jié)合多形變模型的高斯逆Wishart PHD濾波器
        3.5.3 仿真實驗和性能分析
    3.6 濾波器量測模型對比分析
        3.6.1 靜態(tài)目標(biāo)場景
        3.6.2 目標(biāo)群場景
    3.7 本章小結(jié)
第四章 空間鄰近目標(biāo)單幀超分辨技術(shù)及其在軌跡關(guān)聯(lián)與管理中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 CSOs單幀超分辨技術(shù)研究現(xiàn)狀
        4.2.1 基于最小二乘估計的CSOs分辨方法
        4.2.2 基于最大后驗概率估計的CSOs分辨方法
        4.2.3 其他CSOs分辨方法
    4.3 基于稀疏重構(gòu)理論的CSOs單幀超分辨算法
        4.3.1 CSOs成像模型的稀疏表示
        4.3.2 稀疏信號的重構(gòu)方法
        4.3.3 稀疏度過估計問題和處理方法
        4.3.4 仿真實驗和性能分析
    4.4 超分辨處理時機(jī)的判斷方法
    4.5 基于迭代多分配的目標(biāo)群航跡關(guān)聯(lián)與管理方法
        4.5.1 航跡關(guān)聯(lián)與管理方法的研究現(xiàn)狀
        4.5.2 基于迭代多分配的航跡關(guān)聯(lián)與管理算法
        4.5.3 仿真實驗和性能分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要工作與創(chuàng)新點
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
附錄A 擴(kuò)展目標(biāo)PHD濾波基礎(chǔ)
附錄B 多種分布函數(shù)及其統(tǒng)計特性



本文編號：3660228