三元组线列阵分裂波束目标方位跟踪方法

针对单线阵进行弱目标跟踪时容易受到强目标影响的问题,将三元组线列阵进行分裂波束定向,可提高对弱目标的方位跟踪能力。通过将三元组线列阵等分为两个三元组子阵,对两个三元组子阵分别进行心形波束形成,利用各自心形波束输出进行分裂波束处理得到目标方位。与常规单线阵分裂波束目标跟踪方法相比,该方法不但能给出跟踪目标的左右舷信息,同时提高了不同舷侧存在多目标时的目标跟踪能力。对海试数据的实际处理结果表明,三元组线列阵分裂波束定向时提高了对多目标的方位跟踪能力。     

基于卡尔曼滤波的单目标后续检测与跟踪方法

研究了水下高速运动平台下的目标被动检测与跟踪,提出一种新的单目标纯方位检测与跟踪方法。基于卡尔曼滤波,建立航行器与目标的相对运动方程,充分利用相继目标方位观测量间的相关性,提高目标检测能力,并完成对目标的有效跟踪。通过计算机仿真将此方法与传统的目标检测跟踪方法进行了对比,结果表明在由于信噪比过低导致出现假目标观测值时,传统方法会导致跟踪结果发散,而采用文中方法仍能对真实目标进行有效跟踪。     

基于干扰方位跟踪的自适应干扰抑制方法

针对复杂海洋环境中声呐探测弱目标易被强干扰淹没的问题,提出一种对被动声呐探测到的强干扰源进行跟踪抑制的方法,通过对观测数据的互谱密度矩阵(Cross Spectral Density Matrix,CSDM)进行特征分解,根据干扰方位范围的先验知识,对干扰源的方位进行跟踪,依据方位信息选择代表强干扰的特征向量,依此根据不同的算法重构剔除了干扰信息的CSDM。数值仿真和海试数据验证结果表明,该方法能够在已知干扰初始方位区域的情况下自适应地抑制强干扰,较好地保留并提取目标信息,检测出感兴趣的目标。该方法为后续的目标识别与跟踪提供了有利条件。     

被动传感器系统的快速航迹起始算法

针对传统航迹起始算法在纯方位目标跟踪应用中存在的问题,提出了一种基于被动式单传感器系统的快速航迹起始算法.算法通过分析二维纯方位目标运动的特点设定威胁目标的筛选规则,利用改进的启发式算法在最短时间内对威胁目标进行舷迹起始.再将基于逻辑的方法应用到纯方位坐标系下,进行一般目标的航迹起始.通过这两种方法在纯方位目标跟踪系统中的联合运用,不仅使目标航迹得到有效确认,而且为系统建立目标威胁等级提供了基础.仿真和实际系统的应用表明了此算法的有效性和实用性.     

用相对运动几何求解BOT问题

1引言纯方位目标跟踪(Bearings-Only Target Trac-king,BOT),是利用目标本身的有源辐射(水下目标主要为声波辐射),采用机动单站测向机测得运动目标的方位信息,并利用这些随时间变化的目标方位序列来实时估计目标航迹(位置和速度等)的方法。     

一种纯方位跟踪中的自适应滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中扩展卡尔曼滤波算法易发散的不足，提出了一种自适应的改进算法。该算法利用极大后验噪声估计器Sage-Husa对虚拟观测噪声进行实时在线估计，动态补偿线性化带来的误差。算法的对比仿真分析结果表明，AEKF较之EKF滤波效果有所改善，增强了稳定性，提高了精度，为ST纯方位被动目标跟踪的实现提供一种新的方法。     

多阵方位-频率目标运动分析算法研究

利用两接收阵的大空间跨度，可以得到对同一个目标有较大差异的DOA估计，利用这些角度差可直接对目标进行三角定位和跟踪。在多阵条件下，即使只有一种目标方位参量，也能在不需要本艇机动下对目标进行跟踪。但当目标处于两阵连线上时，目标仍容易发散。为解决这一问题，我们提出了多阵方位．频率目标运动分析算法，对其可观察性进行了分析。理论分析证明多阵方位-频率TMA的不可观察性条件在多阵纯方位TMA的不可观察性条件[θ1(t)-θ2(t)]=kπ上增加了一个附加条件θ1′=0。这个附加条件不仅弱化了不可观察性的约束条件，还在一定程度上增加了目标跟踪的稳定性。最后给出了三种情况下的计算机模拟．并与多阵纯方位目标运动分析算法作了比较。     

基于修正时延粒子滤波的水声传感器网络目标跟踪

在水声传感器网络中,利用多个传感器节点探测到的方位信息进行目标跟踪是水下目标跟踪领域的一种新思路。由于水中声速的限制,信号到达各个节点的时间不是同步的,提出了一种修正时间延迟的方法,并将其与粒子滤波(PF)、扩展卡尔曼粒子滤波(EKPF)结合来解决该非线性跟踪问题。仿真分析表明修正时延后,算法的跟踪性能有较大提高;并且在相同条件下,EKPF的跟踪性能比PF好。     

规避目标的纯方位被动跟踪

构造了基于笛卡耳曼滤波器的改进极坐标扩展卡尔曼跟踪滤波器。提出了应用于方位角测量的规避目标的跟踪算法，对提出的算法进行了相应的仿真实验。仿真结果表明，该算法非常适合于规避目标的纯方位跟踪，具有很好的工程应用前景。     

基于预方位处理的双基阵方位-线谱测距方法

通过研究运动目标与观测平台保持匀速直线运动时目标方位随时间的变化规律,得出二者近似满足二次曲线的关系,以此为基础提出了一种基于二次曲线模型的目标观测方位序列的滤波预处理方法,然后将经过滤波预处理后的目标方位序列连同目标的某一特征线谱信息用于双基阵声纳被动测距。计算机仿真计算结果表明,目标方位序列经滤波预处理后的双基阵方位-线谱测距方法较预处理前能够更加精确地估计目标的距离。     

单矢量水听器时域和频域双目标分辨能力比较

用单矢量水听器估计目标方位时,双目标情况下,时域平均声强器估计的是两个目标的合成方位;在频域利用目标DEMON线谱频率的不同可以区分双目标,该方法具有较好的抗相干及非相干干扰能力,表明单个矢量水听器也能分辨多目标.文中叙述了DEMON线谱测向原理,给出了轴频提取及双目标DEMON线谱分离的方法,分析了DEMON线谱区分双目标的性能.     

一种基于相关积分的互谱WVD目标方位估计方法

针对水下高速运动目标的被动跟踪问题,将魏格纳-威尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法与互谱法相结合,构建了一种矢量信号处理框架下的目标方位估计方法——基于相关积分的互谱WVD算法。该算法利用了矢量水听器声压通道与振速通道信号的相关特性,首先通过计算两者的互相关函数来提取目标信号的特征信息,然后通过短时积分与傅里叶变换将互相关函数从时域转换到频域,最后在频域提取信号的特征参量,并进行方位估计。仿真研究表明,当目标处于远距离且低速运动时,所提算法的方位估计性能与互谱声强法基本一致;而当目标处于近距离且高速运动时,算法的方位估计性能大大优于互谱声强法。     

一种激光扫描跟踪实验装置的设计

该扫描跟踪实验装置以TMS320F240为核心,辅以外围电路,控制俯仰和方位电机,使之 协调工作,以开环和闭环相控制结合的方式完成对目标的初始引导、扫描、捕获、跟踪,获取运动目标的位置信息并完成信息的传输。实验表明,此方案的行扫描频率达到25Hz、目标捕获时间小于3s,跟踪速度达3.0°/s,且具有功耗低、体积小的特点。     

一种基于运动模型的水下目标方位预处理方法

为了改善纯方位目标运动分析方法的性能,提出了一种水下目标方位预处理方法。该方法利用目标运动模型对观测方位序列进行预处理,经仿真验证,与常规的多项式拟合方法相比,能够有效降低水下目标方位观测量的估计误差,提高了目标运动分析的性能,可获得更高的运动参数估计精度。     

纯方位目标运动分析可测性研究

纯方位被动目标运动分析在理论上和实际上匀有许多应用,为了保证本艇有唯一的跟踪,必须研究目标运动分析的可测性问题,文章利用线笥代数的基本方法,获得了一个新的可测性准则,随后应用在经典的目标运动分析问题中,研究表明,该方法是切实有效的。     

基于波束域MUSIC方法的高分辨方位估计

现代声纳系统普遍采用水听器基阵和一定的信号处理来提高对目标的检测和定位能力，而基阵的波束形成则在其中起着核心作用。文中研究了窄带波束域高分辨方位估计技术，分析了波束域MUSIC方位估计的构造过程和具体实现方法。仿真计算表明，基于波束域MUSIC的方位估计算法是一种分辨空间小角域内多个目标的有效方法。     

一种基于CamShift算法和随机Hough变换的球形目标跟踪算法

为提高视觉移动机器人对球形目标的跟踪精度与实时性,文章利用CamShift算法具有依靠颜色模型能够对目标快速跟踪的特点,并结合随机Hough圆变换提出一种实效球形目标跟踪算法。实验结果表明,提出的方法能够实现简单室内环境下球形目标的快速准确跟踪。     

一种纯方位跟踪中的在线式伪线性算法

针对伪线性参数估计不能进行实时状态跟踪的问题，讨论了一种新的在线式的伪线性跟踪算法．对算法的实现过程进行了推导，并应用于纯方位目标的跟踪问题中．仿真结果表明，与传统累积形式的伪线性跟踪算法相比，该算法在保证一定精度的同时，能够降低每个估计时刻的计算量，减少计算占用的资源，是一种有效的算法．     

一种基于隐马尔可夫模型的多目标方位自动跟踪方法

方位-幅度-时间图(方位瀑布图)是声呐检测设备一种基本的显示图像。方位瀑布图由于在视觉上起着时空积分作用,可提供的信息量很大,声呐兵可通过观察长时间的目标方位轨迹来检测弱目标。本文在这种思想下应用隐马尔可夫模型和Viterbi算法,提出了一种自动提取方位轨迹的方法。计算机仿真研究表明这种方法是简单可行的。     

一种单站纯方位目标跟踪中的线性近似化滤波算法

针对EKF算法中存在初始化困难的缺陷，利用近似线性化的方法，构建基于修正极坐标系下的近似线性最小二乘滤波算法ALF；以ALF作为EKF滤波器的初始化算法，实现联合ALF和EKF的两阶段滤波算法，并将它应用在水下单站纯方位目标跟踪中。仿真结果表明，由ALF和EKF组成的两阶段滤波算法具有很好的稳定性，算法精度较高，是一种有效的算法，对潜艇实施隐蔽探测与跟踪具有重要意义．