發(fā)布時(shí)間：2020-09-18 09:48

　　 雷達(dá)目標(biāo)跟蹤是雷達(dá)數(shù)據(jù)處理中的一個(gè)重要組成部分,在遠(yuǎn)程預(yù)警、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、空中管制、民航交通等軍事和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。雷達(dá)實(shí)際工作中,不僅會(huì)接收到真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào),還會(huì)接收到不感興趣的雜波信號(hào)和干擾信號(hào)。此外,目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜多變,給雷達(dá)目標(biāo)跟蹤帶來(lái)較大困難,開(kāi)展雷達(dá)目標(biāo)跟蹤算法研究具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)某試驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)展開(kāi)研究工作,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該試驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。論文主要工作如下:1、重點(diǎn)研究了幾種典型的目標(biāo)跟蹤濾波算法。針對(duì)噪聲背景下的目標(biāo)跟蹤濾波算法,研究了適用于非機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的卡爾曼濾波算法和適用于機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的交互式多模型算法。針對(duì)雜波環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤濾波算法,研究了適用于單目標(biāo)跟蹤的最近鄰域法和概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法以及適用于多目標(biāo)跟蹤的聯(lián)合概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法。對(duì)這幾種典型目標(biāo)跟蹤濾波算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析,并利用仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。2、研究了幾種解決坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差引起的目標(biāo)跟蹤精度下降問(wèn)題的濾波算法。雷達(dá)通常在極坐標(biāo)系下獲得目標(biāo)回波信號(hào),而在直角坐標(biāo)系下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,量測(cè)信號(hào)在不同坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)存在一定的轉(zhuǎn)換誤差,從而導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤性能的下降。針對(duì)該問(wèn)題,本文研究了去偏轉(zhuǎn)換量測(cè)卡爾曼濾波、無(wú)偏轉(zhuǎn)換量測(cè)卡爾曼濾波和修正的無(wú)偏轉(zhuǎn)換量測(cè)卡爾曼濾波算法,理論分析和仿真結(jié)果表明這三種方法均能有效提高跟蹤精度,且修正的無(wú)偏轉(zhuǎn)換量測(cè)卡爾曼濾波算法性能最優(yōu)。此外,研究了基于修正無(wú)偏轉(zhuǎn)換量測(cè)的交互式多模型算法,以提高存在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差時(shí)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤精度。3、針對(duì)目標(biāo)航跡管理問(wèn)題,對(duì)傳統(tǒng)航跡質(zhì)量管理方法進(jìn)行了優(yōu)化。在跟蹤過(guò)程中,由于目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)、目標(biāo)真實(shí)回波沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)門(mén)限等因素會(huì)導(dǎo)致航跡質(zhì)量下降甚至航跡中斷,因此通常采用航跡質(zhì)量管理方法來(lái)對(duì)目標(biāo)航跡質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。傳統(tǒng)的航跡質(zhì)量管理方法不能根據(jù)相關(guān)波門(mén)大小而自適應(yīng)調(diào)整航跡計(jì)分,當(dāng)目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)容易發(fā)生無(wú)法正確跟蹤目標(biāo)問(wèn)題,而優(yōu)化后的方法可以根據(jù)跟蹤波門(mén)的大小自適應(yīng)調(diào)整航跡計(jì)分,具有較好的目標(biāo)航跡評(píng)估性能。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明,該方法能有效避免機(jī)動(dòng)目標(biāo)斷航和丟批,具有較好的航跡管理能力。4、針對(duì)某試驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和目標(biāo)跟蹤處理的需求,基于QT平臺(tái)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了雷達(dá)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是對(duì)本文所研究跟蹤濾波、航跡起始、航跡管理等算法的集成,具備根據(jù)目標(biāo)回波、目標(biāo)航跡等信息自適應(yīng)選擇目標(biāo)跟蹤算法并實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤處理的功能;可接入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù),方便系統(tǒng)調(diào)試和算法仿真;可對(duì)目標(biāo)航跡信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新、管理、顯示和記錄,其中航跡信息的顯示包含以極坐標(biāo)形式和以方位、俯仰為坐標(biāo)顯示航跡圖像,航跡圖像的縮小與放大顯示,航跡信息列表顯示等顯示方式。該系統(tǒng)具有較高的集成性和可拓展性,已應(yīng)用于試驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),支撐了試驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)的研制。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN953

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本文編號(hào)：2821489