机载红外被动定位方法探讨

对红外被动定位方法进行了归纳、分类，指出红外单站被动定位方法最适于在机载平台上应用．研究了红外单站被动定位方法，对双波段和单波段两种有代表性的单站被动定位方法进行了探讨，分析了两种方法的特点、定位误差和可行性，指出了减小定位误差的方法。     

一种基于红外被动探测的多目标定位方法研究

针对多目标红外被动探测定位技术应用的需要,提出了一种基于红外被动探测的多目标定位方法。研究了三站联合定位算法,解决了多目标情况下虚假目标干扰、数据匹配难度大的问题,开展了定位精度、虚假目标剔除效果数学仿真。仿真分析和实验表明,该方法能够有效剔除虚假目标,实现多目标红外被动探测定位功能,定位精度满足应用需要。     

一种新的单站红外目标纯方位参数航迹滤波方法

红外单站只能测量目标的角度信息,难以获取目标的距离信息,无法在直角坐标系下有效对3维目标进行跟踪。该文提出一种新的纯方位参数航迹滤波方法,该算法避免传统方法中需采用多站交叉定位的思路,根据红外传感器测量速率较高的特点,直接利用单传感器测量的方位角序列,对目标航迹参数进行估计,较好地解决了单站的目标跟踪问题。仿真结果表明,该方法对直线运动或机动目标具有良好的跟踪性能。     

基于强跟踪容积卡尔曼滤波的单站无源跟踪算法北大核心CSCD

系统模型和滤波算法是机动目标单站无源定位跟踪要解决的核心问题。文中采用截断正态概率模型和一种新型的滤波算法--容积卡尔曼滤波,对机动目标进行单站无源定位跟踪。针对目标突发机动的情况,借鉴强跟踪滤波器的思想,在滤波过程中引入时变渐消因子,提出了一种强跟踪容积卡尔曼滤波算法(Strong Tracking Cubature Kalman Filter,STCKF)。该算法利用容积数值积分原则直接计算非线性随机函数的均值和方差,实现简单,估计精度高,并通过渐消因子自适应在线调节增益矩阵,增强了系统对突发机动的跟踪能力。结合空频域单站无源定位模型进行仿真实验表明,STCKF算法在对一般机动目标进行跟踪时,性能与CKF算法相当,并优于传统的EKF算法。当目标突变大机动时,STCKF算法的滤波性能要高于EKF以及CKF算法。     

运动单站对运动目标的快速高精度测向定位研究

现有的单站定位算法大都是运动单站对固定目标辐射源或者固定单站对运动目标辐射源的定位,而运动单站对远距离的运动目标很难实现快速高精度的定位.针对平面直角导航坐标系下,运动单站对运动目标的高精度定位综合算法问题,分析了目标的可观测性,给出了不可观测原因,提出了基于多项式拟合的最小二乘定位算法,通过多次仿真实验发现,此算法得到的定位结果可以达到Cramer-Rao下界,说明算法是有效的.结论是侦察机在一定的机动条件下,可以实现对远距离目标的快速高精度定位.     

基于运动学的机载红外被动测距算法研究

建立了基于运动学模型的机载红外被动测距算法。在算法中,根据目标的方位和俯仰角度信息,利用状态预测滤波的方法来测量目标的距离,并结合卡尔曼滤波技术降低测距的误差。仿真分析表明:当机动时间达到20s的时候测距误差基本能控制在10%左右,随着机动时间的增加,误差变化率趋于稳定。该算法适用于机载红外搜索/跟踪系统对空中目标的被动测距。     

红外与激光主/被动联合跟踪算法

文中针对单站红外被动式跟踪存在可观测性问题,提出红外与激光主／被动单目标联合跟踪方法。该方法首先针对三维空间任意机动目标的跟踪问题,将参考文献[1]给出的一维机动目标“当前”统计模型推广到三维情况,得到三维情况下跟踪任意机动目标的状态方程和跟踪系统的非线性测量方程,然后对红外探测器测量的角度信息和激光测得的距离信息进行融合对准,得到正确的测量值。最后,提出扩展的自适应卡曼滤波算法并进行了仿真研究。仿真研究表明方案可行,可同时对三维空间目标的位置、速度、加速度进行估计。     

红外与激光主/被动联合跟踪算法

针对单站红外被动式跟踪存在不可观测性问题，提出红外与激光主／被动单目标联合跟踪方法。该方法首先针对三维空间任意机动目标的跟踪问题，将参考文献[1]给出的一维机动目标“当前”统计模型推广到三维情况，得到三维情况下跟踪任意机动目标的状态方程和跟踪系统的非线性量测方程。然后对红外探测器测量的角度信息和激光测得的距离信息进行融合，得到正确的测量值。最后提出扩展的自适应卡尔曼滤波算法并进行了仿真研究。仿真表明；方案可行，可同时对目标三个空间坐标轴的位置、速度、加速度进行估计。     

基于观测站机动的机载单站无源定位跟踪研究

运动单站对运动辐射源在利用相位差变化率进行跟踪时,需要满足更严格的可观测性要求,只有当观测站载机比目标具有至少高一次的已知机动运动才可能实现可观测性.针对目标匀速直线运动的情况,提出观测器加减速直线和匀速圆周两种机动运动方式,并通过非线性滤波算法对目标定位跟踪.给出了两种观测器机动情况下EKF和UKF的滤波结果,计算机仿真表明,两种情况都可以对目标进行定位跟踪,且与EKF算法相比较,UKF算法实现简单,在运算量不增加的同时有更好的定位与跟踪性能.     

机载单站多目标定位航迹规划研究

多目标航迹规划是指侦察飞机在机载单站无源定位过程中,根据侦收到的多个目标信号方向、威胁等级和飞机本身机动能力的限制,计算出最优飞行航迹,并跟随该航迹同时完成多目标定位任务。首先建立了机载单站无源定位中的探测模型、控制模型和航迹规划模型;然后提出一种基于评价函数和扩展α法的多目标航迹规划算法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明该方法的有效性。     

运动红外单站跟踪空中目标的方向估计方法

红外探测器只能测量运动目标的方位角和俯仰角,难以获取目标的距离信息.运动红外探测器所测量的运动目标不完全信息,无法在直角坐标系下有效对三维运动目标进行滤波与跟踪.针对这一问题,提出了运动红外单站跟踪运动目标的参数航迹滤波方法:该方法利用传感器测量到的目标方位角和俯仰角信患,根据假设的目标运动模型,直接对目标航迹方向进行...     

一种基于相位差的短基线无源定位技术

由于当前的长基线无源定位系统在布站选址、目标共视等问题上存在着缺陷,提出了一种基于相位差测量的短基线无源定位技术。该方法通过设置多组相邻等长的基线,模拟运动观测平台模型,推导给出了固定单站对不限定运动条件目标的定位表达式。仿真结果表明,该方法是一种极具发展前途的单站无源定位方法。     

红外三维定位精度分析

分析了红外探测器的三维定位算法，推导了定位误差公式，就目标位置、测向误差和探测器位置测量误差等因素对定位精度的影响进行了比较，并对三（多）基地布站进行了研究。仿真结果表明，红外无源三维定位具有较高的精度，红外多站组网具有一定的可行性。     

短基线时差无源定位方法研究

由于短基线时差无源定位受到辐射源目标到达时间测量精度和多站间定位精度的影响,使得短基线时差无源定位精度比长基线情况要差。本文研究了短基线时差无源定位的滤波算法,推导了时差定位的推广Kalman滤波算法公式。仿真结果表明,该算法可有效提高短基线情况下的时差无源定位精度。     

一种新的红外机动目标识别算法

为了改善因红外图像中目标轮廓模糊造成的识别率低,提出一种适用于红外机动目标的识别算法。通过自适应步长的细菌觅食算法对BP神经网络进行优化,利用图像中目标的最左点和最右点及两极点上部的目标边缘信息构造以局部面积比组成的特征向量,通过神经网络对目标分类识别。实验结果表明本文提出的识别算法不仅提高了BP神经网络的收敛速度和计算精度,同时有效地提高了对机动目标的识别率,当目标部分区域被遮挡时也有很好的识别效果。     

利用多普勒信息的无源相干定位技术

利用多普勒频率信息的第三方辐射源对动目标的无源相干定位技术，可获得高精度无模糊等优越的系统性能。在噪声环境中对动目标定位技术通常要求从系统的可观测性，估计性能，定位算法等方面时系统进行描述。文章基于两发一收的T^2／R无源相干定位系统。只利用多普勒频率信息时动目标进行状态估计，分析了系统的Cramer-Rao Bound（CRB）性能，并采用最大似然的估计算法对动目标进行定位。通过在数值单次与统计意义（Monte Carlo）上的仿真实验表明，利用多普勒频率信息的无源相干定位技术是可靠有效的。     

红外双波段单站被动测距算法研究

建立了基于美国海军红外传输模型的双波段单站被动测距算法。在若干相连观测时刻，远处目标被假定为具有恒定辐射强度的点源，结合美国海军模型在3.4～5 μm、8～12 μm波段上,得到了目标辐照度与探测距离的关系式。分析表明,在相邻两个探测距离上可得到四个形如lnx+bx+c=0的超越方程,通过求解即可获得相应的目标距离。给出了黄海、东中国海区的美国海军红外辐射传输模型的全部系数。最后，给出了文中算法的理论误差曲线，分析表明该测距误差小于辐照度的测量误差。     

基于无源测距的快速定位方法研究

 在分析现有单站无源定位方法优缺点的基础上,针对运动平台对固定目标进行无源定位要求快速性这一特点,提出了一种通过目标角度和角度变化率信息对观测站与目标间的距离进行解算的快速定位方法,依照定位误差的几何分布(GDOP)对该方法进行了单次和多次定位精度的仿真,验证了该方法是一种高精度的、快速的定位方法.     

对海面远距离运动目标定位跟踪的IMM算法研究

研究了平流层三站测时差无源定位系统对海面远距离运动目标定位与跟踪的滤波算法问题。将IMM滤波器应用到平流层三站测时差定位系统中,采用三模型组合的IMM滤波算法,首先通过时差测量参数计算出粗略的定位结果,接下来采用IMM滤波算法逐步估计出运动辐射源的速度,并修正初始的定位结果,提高定位精度。仿真结果表明,基于IMM滤波器的三站时差定位系统具有较快的收敛时间、较高的跟踪精度和适中的计算复杂度,能够对不同强度的机动目标进行定位与跟踪,很好地解决了三站时差定位系统对海面远距离运动辐射源定位跟踪的算法问题。还提出了利用回归处理的方法进一步提高固定目标定位精度的思想。