發(fā)布時間：2017-04-12 02:00

  本文關(guān)鍵詞：高頻地波雷達目標檢測與跟蹤一體化探測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高頻地波雷達具有探測距離遠、實時性強以及可全天候持續(xù)工作等優(yōu)點,在我國200海里專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的船只目標探測方面發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的高頻地波雷達目標探測方法為先檢測后跟蹤,即對雷達回波信號進行恒虛警率(Constant False-Alarm Rate, CFAR)檢測,得到目標點跡,然后再進行目標航跡跟蹤。但是,CFAR檢測容易產(chǎn)生虛警或造成微弱目標漏檢,基于點跡的航跡跟蹤又存在著前后時刻的點跡關(guān)聯(lián)困難等問題。檢測前跟蹤作為一種新型的目標探測方法,其對單幀回波數(shù)據(jù)不進行目標檢測,而是將多幀數(shù)據(jù)積累,并利用目標徑向速度和距離在幀間的關(guān)聯(lián)性進行目標航跡跟蹤,在得到目標航跡的同時完成目標的檢測,從而實現(xiàn)了目標的檢測與跟蹤一體化探測。本文重點研究了基于動態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達目標檢測前跟蹤算法,并進行了驗證,主要研究工作包括：1.提出了一種改進的基于動態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達目標檢測前跟蹤探測方法。本文針對常規(guī)的基于動態(tài)規(guī)劃的檢測前跟蹤方法存在的計算量大、門限設(shè)置困難和航跡匯合等問題,提出了一種改進的方法。該方法通過引入CFAR預(yù)處理,減少了計算量,同時也避免了門限判決問題;采用正反向聯(lián)合搜索方式優(yōu)化基本的檢測前跟蹤算法流程,并利用正反向航跡關(guān)聯(lián)處理方法解決了航跡匯合問題�；趯崪y高頻地波雷達數(shù)據(jù)的驗證結(jié)果表明,該方法能夠有效解決常規(guī)方法存在的上述問題。同時,其航跡跟蹤的連續(xù)性也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的先檢測后跟蹤的方法。2.研究了基于船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System, AIS)數(shù)據(jù)的高頻地波雷達航跡跟蹤效果驗證方法。針對傳統(tǒng)的線性插值在同一船只相鄰兩條AIS信息時間間隔過長時誤差較大的問題,本文提出了一種適用于地波雷達航跡跟蹤效果驗證的改進的AIS航跡插值方法。該方法綜合考慮了目標的航速、航向等動態(tài)信息,通過對插值時間段內(nèi)的船只位置進行預(yù)測,形成運動船只在該時間段內(nèi)的插值航跡。實測AIS數(shù)據(jù)驗證結(jié)果表明,相比線性插值,該方法的航跡插值結(jié)果更接近船只在插值時間段內(nèi)的實際航行軌跡。3.利用合作船只目標探測實驗對改進的地波雷達目標檢測前跟蹤方法的航跡跟蹤性能進行了驗證。比對與分析結(jié)果表明,’本文所提出的改進的基于動態(tài)規(guī)劃的檢測前跟蹤方法所得到的合作目標航跡與其AIS航跡比較接近,且航跡中的徑向速度和距離參數(shù)的測量誤差較小。
【關(guān)鍵詞】：高頻地波雷達 檢測與跟蹤一體化 檢測前跟蹤 船只目標 動態(tài)規(guī)劃
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN953
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 高頻地波雷達目標檢測前跟蹤技術(shù)研究背景10-11
• 1.2 檢測前跟蹤方法國內(nèi)外研究進展11-15
• 1.2.1 基于動態(tài)規(guī)劃法的檢測前跟蹤方法11-13
• 1.2.2 基于粒子濾波法的檢測前跟蹤方法13-15
• 1.3 論文思路及篇章結(jié)構(gòu)15-16
• 2 基于動態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達檢測前跟蹤算法16-27
• 2.1 動態(tài)規(guī)劃的一般理論16-19
• 2.1.1 動態(tài)規(guī)劃法的基本原理16-17
• 2.1.2 動態(tài)規(guī)劃法的基本術(shù)語17-18
• 2.1.3 動態(tài)規(guī)劃法的基本方程18-19
• 2.2 基于動態(tài)規(guī)劃的檢測前跟蹤算法數(shù)學描述19-20
• 2.2.1 DP-TBD方法的基本遞推關(guān)系式19
• 2.2.2 DP-TBD方法的狀態(tài)轉(zhuǎn)移原理19-20
• 2.3 用于高頻地波雷達船只目標探測的動態(tài)規(guī)劃算法20-26
• 2.3.1 基本思路20-22
• 2.3.2 模型建立22-23
• 2.3.3 方法步驟23-25
• 2.3.4 方法評價25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 改進的基于DP-TBD的高頻地波雷達目標探測方法27-39
• 3.1 方法原理及處理流程27-28
• 3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理28-29
• 3.2.1 雜波抑制28
• 3.2.2 低門限CFAR預(yù)處理28-29
• 3.3 正反向航跡聯(lián)合搜索與關(guān)聯(lián)處理29-33
• 3.3.1 正反向航跡聯(lián)合搜索30-31
• 3.3.2 航跡起始和終結(jié)31-32
• 3.3.3 正反向航跡關(guān)聯(lián)處理32-33
• 3.4 實測地波雷達數(shù)據(jù)處理與驗證33-38
• 3.4.1 正反向聯(lián)合搜索方法有效性驗證33-37
• 3.4.2 與傳統(tǒng)先檢測后跟蹤探測方法的比較37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 基于AIS的高頻地波雷達航跡跟蹤效果驗證方法39-49
• 4.1 AIS航跡同步插值方法39-44
• 4.1.1 線性插值方法及其缺陷39-40
• 4.1.2 考慮船只航速航向的AIS航跡插值方法40-42
• 4.1.3 實測AIS數(shù)據(jù)處理與驗證42-44
• 4.2 高頻地波雷達航跡跟蹤效果驗證方法44-48
• 4.2.1 地波雷達航跡參數(shù)計算方法45-46
• 4.2.2 AIS航跡參數(shù)計算方法46-47
• 4.2.3 地波雷達和AIS航跡結(jié)果比對與分析方法47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5 合作船只目標探測實驗與方法驗證49-56
• 5.1 實驗方案與實測數(shù)據(jù)49-52
• 5.1.1 實驗方案49-51
• 5.1.2 實測數(shù)據(jù)獲取情況51-52
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果與方法驗證52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 6 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻58-61
• 致謝61-62
• 個人簡歷62-63
• 發(fā)表的學術(shù)論文63

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