發(fā)布時(shí)間：2021-03-30 06:41

　　機(jī)載雷達(dá)主要用于跟蹤和探測(cè)飛行目標(biāo),控制和制導(dǎo)武器,因此,機(jī)載雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤與定位性能對(duì)載機(jī)具有重要的意義。機(jī)載雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤和定位性能與其目標(biāo)狀態(tài)跟蹤和濾波算法密切相關(guān)�，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上,飛行目標(biāo)的機(jī)動(dòng)性能越來越高,現(xiàn)有的機(jī)載雷達(dá)目標(biāo)跟蹤濾波算法難以滿足新型高機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤需求,其關(guān)鍵問題之一是算法的收斂速度較慢,導(dǎo)致高機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的動(dòng)態(tài)誤差,不僅給目標(biāo)攔截和火力攻擊帶來困難,甚至?xí)䦟?dǎo)致目標(biāo)丟失,喪失戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。為此,改進(jìn)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤算法,加快濾波的收斂速度,提高跟蹤精度很有必要。針對(duì)上述問題,本文對(duì)機(jī)載雷達(dá)跟蹤濾波算法進(jìn)行了研究,提出了基于內(nèi)插的機(jī)載雷達(dá)目標(biāo)跟蹤算法,提高了收斂速度,降低了誤差,并設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。具體而言,本文首先針對(duì)機(jī)載雷達(dá)跟蹤算法流程,分析了雷達(dá)目標(biāo)跟蹤的航跡起始、關(guān)聯(lián)、濾波、刪除等算法,并在比較不同的算法優(yōu)缺點(diǎn)后,采用兩點(diǎn)起始法實(shí)現(xiàn)航跡快速起始,采用最小近鄰法提高關(guān)聯(lián)算法運(yùn)行速度,濾波算法采用成熟的擴(kuò)展卡爾曼濾波,在這些基礎(chǔ)上構(gòu)建了機(jī)載雷達(dá)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤流程,并指出該算法流程收斂速度尚未滿足高機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的需求。然后為了提高目標(biāo)跟蹤的收斂速度,采用內(nèi)... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

航跡預(yù)測(cè)模塊圖

第2章雷達(dá)跟蹤算法關(guān)鍵技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)15的波門示意圖如圖2-3所示。圖2-3不同波門示意圖對(duì)于波門的大小設(shè)置，一般需要考慮噪聲的問題，但是對(duì)于測(cè)量噪聲和系統(tǒng)噪聲大小都是無法預(yù)估的，其噪聲分布形式也是多種多樣，因此對(duì)于波門大小的設(shè)置是很重要的邏輯問題。通常工程實(shí)際考慮波門大小并不是很全面，在假定噪聲分布、假定模型分布前提下給出一個(gè)預(yù)估值，當(dāng)然這預(yù)估值可能并不一定適合真實(shí)的物理環(huán)境，在試用的過程中逐漸調(diào)整。對(duì)于本文進(jìn)行的跟蹤算法研究，波門大小的設(shè)置選取一個(gè)適中值，選用了環(huán)形波門作為航跡起始的判斷條件，具體條件如式（2-43）所示：()100()()10(/)()1.5()()1.5()absRmabsdRmsabsAzradabsElrad（2-43）2.2.2關(guān)聯(lián)算法關(guān)聯(lián)算法是目標(biāo)跟蹤過程中一個(gè)關(guān)鍵的算法。目前的關(guān)聯(lián)算法可以分為兩類。一類是次優(yōu)的貝葉斯算法，另一類是最優(yōu)的貝葉斯算法。前者主要有最近領(lǐng)算法、概率最近鄰算法、概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法、聯(lián)合概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法等。而后者主要是多假設(shè)算法[40-42]。（1）最近鄰算法最近鄰算法是一種比較簡(jiǎn)單的關(guān)聯(lián)算法，其適應(yīng)性和應(yīng)用性相當(dāng)簡(jiǎn)單，因此被工程采用的也較多。這種算法是利用最近鄰思想，對(duì)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值進(jìn)行判斷，在某種統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)下判斷最近的量測(cè)值作為關(guān)聯(lián)量測(cè)值，并利用這個(gè)量測(cè)值進(jìn)行跟蹤算法后端的濾波處理環(huán)節(jié)。最近鄰算法雖然簡(jiǎn)單，但是從物理意義來說，它考慮到了量測(cè)的統(tǒng)計(jì)特性，盡管這種統(tǒng)計(jì)特性是一種先驗(yàn)概率，并且該算法從統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)出發(fā)判斷關(guān)聯(lián)情況，式（2-44）是工程應(yīng)用中的判斷門限公式：

河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16（2-44）（2）概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法與最近鄰算法想比，概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法具有全局性和完備性。對(duì)于落入了相關(guān)波門的多個(gè)量測(cè)，最近鄰算法只選取衡量標(biāo)準(zhǔn)下最近的一個(gè)量測(cè)點(diǎn)，而概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法則考慮所有的落入了波門內(nèi)的量測(cè)點(diǎn)，并對(duì)這些量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行處理。一般落入波門內(nèi)量測(cè)點(diǎn)處理過程主要包括對(duì)其進(jìn)行概率加權(quán)，從而得到一個(gè)全新的合成量測(cè)點(diǎn)，并利用這個(gè)合成量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行后端的濾波處理。可以看出，這種算法并沒有考慮到歷史的量測(cè)點(diǎn)對(duì)目前的量測(cè)點(diǎn)的影響，因此被稱為次優(yōu)的貝葉斯算法。工程應(yīng)用中，這種算法比較適合單目標(biāo)的情況，其關(guān)聯(lián)結(jié)果突出，航跡維持地很好。同時(shí)此種算法的運(yùn)算量并不是很大，符合實(shí)時(shí)處理算法需求。（3）多假設(shè)法作為一種最優(yōu)的貝葉斯濾波算法，多假設(shè)法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，它的思想主要是假設(shè)分支，當(dāng)一個(gè)波門內(nèi)有多個(gè)量測(cè)值符合條件時(shí)，但是又沒有辦法判斷哪個(gè)量測(cè)值更優(yōu)秀，即使能夠判斷哪個(gè)量測(cè)值更優(yōu)秀，也將這些量測(cè)值進(jìn)行后端處理，不同的量測(cè)值可以引申出不同的濾波結(jié)果作為不同的分支，這是多分支假設(shè)算法的來由。從中可以看出，多假設(shè)法與前兩者算法的不同點(diǎn)在于對(duì)落入波門的量測(cè)并不進(jìn)行刪選或者合成，而是都采用，這種全局思想避免了一些虛假量測(cè)將航跡拉偏的概率，是一種較為全面的算法。目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)雷達(dá)關(guān)聯(lián)算法多采用多假設(shè)法，圖2-4為多假設(shè)法的流程圖。圖2-4多假設(shè)分支法


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