【摘要】：天波超視距雷達(dá)由于其獨(dú)特的工作方式具有超遠(yuǎn)距離探測(cè)、隱身目標(biāo)探測(cè)、超低空探測(cè)、多目標(biāo)類型探測(cè)的優(yōu)勢(shì)。研究天波超視距雷達(dá)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。數(shù)據(jù)處理是天波超視距雷達(dá)系統(tǒng)的重要的組成部分之一,航跡起始是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵步驟。特別是目前針對(duì)天波超視距雷達(dá)航跡起始的研究比較少,而天波雷達(dá)環(huán)境下的航跡起始面臨低檢測(cè)概率、低數(shù)據(jù)率、低量測(cè)精度和高虛警率的問題。因此天波超視距雷達(dá)的航跡起始算法具有深入研究的價(jià)值。本課題針對(duì)天波超視距雷達(dá)的特點(diǎn),主要研究天波雷達(dá)探測(cè)環(huán)境中影響航跡起始算法性能的兩個(gè)問題——檢測(cè)概率低和雜波密度分布不均。通過對(duì)比分析現(xiàn)有的航跡起始算法的優(yōu)劣并加以改進(jìn),最終提出一種天波超視距雷達(dá)的專用算法,并通過對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理驗(yàn)證算法的性能。本文首先建立了天波超視距雷達(dá)探測(cè)條件下的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型和雷達(dá)量測(cè)模型。根據(jù)建立的幾何量測(cè)模型推導(dǎo)了雷達(dá)坐標(biāo)系和平面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換公式,并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式的正確性。其次,通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了卡爾曼濾波和粒子濾波的在已建立天波雷達(dá)跟蹤模型下狀態(tài)估計(jì)性能的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。提出將RBPF濾波算法應(yīng)用于已建立跟蹤模型的狀態(tài)估計(jì)的具體方法。然后,分別研究了低檢測(cè)概率和非均勻分布雜波條件下的航跡起始算法。通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比了邏輯法、改進(jìn)的RHT起始算法、基于并行流水的航跡起始算法、MHT算法在不同檢測(cè)概率下的航跡起始性能。提出了一種MHT得分函數(shù)的改進(jìn)方法,并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)的對(duì)算法性能的提升。建立了非均勻雜波分布的模型。針對(duì)非均勻分布雜波,提出了一種動(dòng)態(tài)波門和一種基于綜合相關(guān)度的航跡確認(rèn)方法。最后,將動(dòng)態(tài)波門和提出的航跡確認(rèn)方法應(yīng)用于改進(jìn)得分函數(shù)的MHT算法,構(gòu)成一種新的天波超視距雷達(dá)的專用航跡起始算法。通過對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理對(duì)比該算法和兩級(jí)Hough起始算法,發(fā)現(xiàn)該算法的起始性能更優(yōu)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN958.93
【圖文】：

OTHR 的作用距離可以不受地球曲率限制從而達(dá)到超視距探測(cè)的效果。OTHR 的探測(cè)原理如圖1-1 所示。由于天波雷達(dá)特殊的工作頻段和工作方式，相比于其他雷達(dá)有以下一些優(yōu)勢(shì)[1]:（1）探測(cè)距離非常遠(yuǎn),探測(cè)范圍非常大，電磁波不受地球曲率的影響達(dá)到超視距探測(cè)。（2）該雷達(dá)的探測(cè)目標(biāo)類型十分豐富，可對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)，地海表面和電離層之間的各個(gè)類型的目標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。（3）由于高頻電磁波特性和其“下視”探測(cè)方式，具有隱身目標(biāo)探測(cè)能力。（4）不存在視距雷達(dá)的盲區(qū)，具備超低空探測(cè)的功能。（5）有很強(qiáng)的抗干擾能力和抗打擊能力。這些優(yōu)勢(shì)使天波超視距雷達(dá)更適于早期預(yù)警與遠(yuǎn)程長(zhǎng)時(shí)監(jiān)控。圖 1- 1 天波超視距雷達(dá)原理圖對(duì)敵遠(yuǎn)程戰(zhàn)略性突襲和打擊力量的遏制與威懾，是 OTHR 戰(zhàn)略預(yù)警的核心作用。遠(yuǎn)程戰(zhàn)略性突襲和打擊主要包括隱身飛機(jī)突破防空網(wǎng)、低空超低空突破防空網(wǎng)、航母編隊(duì)。從上世紀(jì)九十年代至今，隱身飛行器發(fā)展迅速并得到大量應(yīng)用。隱身飛機(jī)成為了突破防空網(wǎng)的首發(fā)打擊力量，對(duì)常規(guī)地面雷達(dá)所組成的情報(bào)網(wǎng)構(gòu)成極大的威脅。由于天波雷達(dá)利用高頻電磁波進(jìn)行探測(cè)，工作在短波波段，現(xiàn)有的吸波涂料大多針對(duì)厘米級(jí)波長(zhǎng)，對(duì)天 OTHR 電波不起作用。同時(shí)

美國(guó)AN/FPS-118部署覆蓋示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2734133