匀加速转动目标转动参数联合估计

匀加速转动目标运动参数估计是逆合成孔径雷达(ISAR)成像中的一类常见问题。该文在给出匀加速转动目标雷达回波信号模型的基础上,推导了利用线性调频信号对匀加速转动目标雷达回波进行拟合时所得参数与目标转动速度参数之间的关系。在此基础上,进一步提出一种匀加速转动目标转动参数联合估计方法,实现了转动参数的无偏估计。仿真结果验证了该算法的有效性。     

利用CUDA快速实现IMM目标跟踪

根据二维空间内目标作匀速直线运动和匀速圆周运动的特点,在建立目标运动模型和观测模型的基础上采用基于交互多模算法（IMM）的卡尔曼滤波器对机动目标进行跟踪。但由于IMM算法存在大量的递归与矩阵运算,所以实时性降低,这也是工程上难以实现的原因。通过CUDA对算法进行加速实现,在不影响算法性能的基础上实时性大大提高。仿真结果表明,利用该架构实现的IMM算法不仅能够对匀速直线运动和匀速圆周运动的目标进行实时跟踪,而且在运动模型发生变化时,实时性也得到很大提升,滤波误差也比较小。     

基于运动模型估计的分布式实时时间配准算法

在目标运动模型未知和参数不完备等复杂情况下,目前尚无较好的分布式实时时间配准方法。假设在较短时间内目标在某一方向上的运动可以用匀速、匀加速或匀变加速直线运动模型表示,文中提出了一种复杂情况下基于运动模型估计的分布式实时时间配准算法。首先,对目标航迹序列进行不同阶次的滑窗多项式拟合,并根据拟合误差在线估计目标的运动模型;然后,在状态参数不完备的情况下构造完整的运动状态估计向量,并利用Kalman预测方法进行实时时间配准。仿真结果表明,与传统方法相比,提出的方法具有更好的性能。     

基于当前统计模型的强机动目标跟踪算法

当前统计模型算法将当前加速度均值作为输入控制项引入一步预测方程,实质上变为方差自适应变化的匀加速直线运动模型,虽然单位阶跃加速度输入的稳态误差为零,但对变加速度运动的机动目标跟踪效果变差。本文提出一种改进算法,在保留修正瑞利分布描述机动加速度统计特性的基础上,选择零均值时间相关模型,并与当前统计模型算法进行比较。仿真结果表明,本算法对变加速机动目标的跟踪性能明显优于当前统计模型算法。     

一种利用目标微动特性提高SAR-MMTI检测性能的方法

地面运动目标除具有匀速、匀加速等平动的运动形式外,还可能存在如摆动,振动,旋转等周期性的微动形式,而传统的二阶距离近似模型不能准确描述微动目标的斜距历程.本文通过建立多通道合成孔径雷达地面微动目标几何模型,借助成对回波理论与SAR成像算法,推导出了微动目标图像域回波的矢量表达式,分析了微动导致的单通道方位散焦及其对通道间干涉相位的影响.设立回波的鬼影点的归一化幅度及鬼影点空域导向矢量与杂波空域导向矢量间相关系数这两个性能指标,仿真验证了在较强杂波环境中,利用鬼影点对地面运动目标进行检测仍具有良好的改善因子性能.     

卡尔曼跟踪滤波器的一种改进的运动模型

传统的卡尔曼跟踪滤波器都以匀速(cV)或匀加速(cA)运动作为目标运动模型,其模型固有的误差限制了跟踪精度的进一步提高。本文提出了一种保持目标推进力与速度方向成固定夹角的运动模型,在保持直线运动跟踪精度不变的条件下,使一般曲线运动跟踪精度向直线运动跟踪精度水平逼近。     

基于交互多模型的低空目标跟踪算法研究

研究了基于交互多模型(IMM)的低空目标跟踪问题。分析了低空目标的运动特征,给出了目标匀速(CV)直线、匀加速(CA)直线、曲线飞行航迹模型。在交互多模型(IMM)算法中,采用多种运动模型跟踪低空目标。在所研究的大机动模型情况下,通过多次数据处理优化参数后,统计分析结果表明,该算法滤波后数据误差明显降低,数据精度有较大的提高,能够稳定精确地跟踪低空目标。因此,该低空目标跟踪算法是有效的。     

三维机动辐射源的单站无源跟踪方法

针对单站无源定位中对于机动辐射源利用角度及其变化率能否定位的问题，引入雷达对机动目标跟踪的多级噪声自适应(ANL)法和交互多模(IMM)方法，以及机动目标运动模型如Singer模型、匀加速模型等，研究并提出了两种对机动辐射源利用角度及其变化率进行单站无源跟踪方法。通过计算机数字仿真表明，在满足定位可观测条件的前提下，对机动辐射源仅仅利用角度及其变化率是可以定位的，其中IMM方法具有比较优秀的性能。     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

一种基于目标运动特性的航迹模拟方法

为更好地贴近实战,模拟出"逼真"的目标航迹,采用一种基于目标运动特性的航迹模拟方法,将传统航迹分段合成,并与匀速、匀加速及匀速转弯等运动规律结合.不同模型下的仿真结果表明,此方法可以实现战场环境下海空目标的运动轨迹构造,可满足部队日常训练目的和要求.搭建的模型可为其他雷达系统提供参考.     

Physical simulation of trajectory tracking for tracking performance evaluation of photoelectric turntable

Focus on the tracking target for detection indoor, the angle peak characteristics are analyzed based on uniform circular motion and the void-zone is proposed. The sine angular trajectory is used to transform the actual target into the infield, which improves the value adaptability of the peak angular acceleration to velocity and accommodates the mobility condition of photoelectric turntable. Fight trajectory is generated by a tri-axial optical target and the tracking experiment is carried out by theodolite to realize the physical simulation of trajectory, which provides powerful conditions for evaluating the tracking performance of photoelectric turntable under the mobility index.     

运动噪声对相参积累影响的研究

即使已知目标的运动信息，无处不在的运动噪声仍会导致对运动目标回波进行相参积累时，无法获得信噪比的持续提高。本文利用加速度噪声模型下的匀速直线运动的运动方程，对运动噪声对相参积累获取增益的影响进行了分析，给出了该模型下的相参积累时间上限。     

二维双观测站纯方位系统的可观测性

在二维空间中,针对作匀加速直线运动的目标,利用双观测站得到的测量角,讨论了等速直线运动的双观测站纯方位系统的可观测性问题.首先在理论上证明了目标作匀加速直线运动,单观测站作匀速直线运动时的目标参数的部分可观测性.进而对于双观测站情形,利用每一个观测站求解出的关于目标的部分参数满足的方程,通过研究方程组的解的存在性,得到了整个系统可观测的一些充分条件和一个充要条件.     

粒子滤波算法的性能分析与改进

对粒子滤波算法的性能进行了分析并提出了一些改进设想。首先阐述粒子滤波的原理;以雷达目标跟踪为例,利用粒子滤波对目标的3种典型状态模型进行了跟踪试验;然后详细分析了粒子数、状态模型、过程噪声、热噪声等参数对整个跟踪性能的影响,并提出改进设想;最后阐明了粒子滤波的适应性,展望了其未来发展方向。     

基于自适应卡尔曼滤波的机动目标跟踪算法

针对一般卡尔曼滤波融合跟踪方法无法实现对机动目标的有效跟踪问题,提出一种自适应卡尔曼滤波融合方法,设计一种能够提供目标开始机动瞬时估计的目标机动探测器,反复对目标的加速机动进行估计,当确定目标开始机动时,卡尔曼滤波模型将自适应地调整为目标机动状态模型。最后,通过仿真实验对比分析,证明文中所提方法优于一般卡尔曼滤波融合方法。     

Unscented卡尔曼滤波对目标位置预测

采用一种针对目标位置预测只能测量角度信息的卡尔曼滤波算法,实现对目标的位置、速度和加速度的估计。由于是纯方位目标运动分析,所以一般的线性滤波方法不能使用,主要使用UKF滤波算法,并给出了具体步骤。通过仿真运算与以前的方法进行比较,发现该算法实现方便,并在滤波精度、稳定性和收敛时间等方面有了很大提高。     

考虑目标运动状态的激光在线跟踪标刻方法

为了解决传统方法容易受到噪声、光照等因素影响,导致目标检测精度与标刻效果降低的问题,在考虑目标运动状态基础上提出一种激光在线跟踪标刻方法。首先根据激光点构建对应运动模型,并通过迭代计算求解获取出目标运动激光点和实际像素坐标,实现激光对实际目标的自主瞄准,并得出目标运动粗略范围;使用改进粒子滤波法进一步精细定位,由此计算出目标权重取值;最后针对生产线匀速和变速运动的不同特点,实现对运动目标跟踪标刻的目的。仿真实验结果表明,所提方法具有目标检测精准度高、标刻效果好、不易变形等优点。     

直航条件下二维运动目标纯方位系统的可观测性

为了降低目标丢失和暴露自己的可能性，需要研究观测站不进行航路机动的条件下，纯方位系统的可观测性。基于拟线性处理和最小二乘方法，在目标作匀速直线运动，单观测站作匀速直线运动，进而作匀加速直线运动的机动情形下，研究了二维纯方位系统的可观测性，得到了系统可观测性的充要条件以及系统的某些不可观测的条件。说明在直航条件下，通过观测站速度的机动变化，同样可以实现目标要素的解算。     

基于运动方程长时间能量积累方法的实现

以基于运动方程的长时间能量积累方法为理论基础,提出了该方法的一种具体实现方式。详细分析了该方法在实际应用中具体的信号模型及信号处理流程;并以斜向匀速直线运动情况为例,说明了该方法的具体应用;最后的仿真结果表明,该方法对斜向匀速直线运动目标具有良好的积累性能。