一种水下静止平台对目标运动参数的联合估计方法

针对方位-频率目标运动分析在水下静止小平台上的应用,提出了一种基于方位- 频率测量的目标运动参数联合估计方法。该方法以最小二乘估计算法估计结果作为卡尔曼滤波估计算法的初值,解决了迭代初值对卡尔曼滤波估计算法的估计性能影响较大的问题,从而提高了算法的收敛速度和估计精度。湖试结果表明：该算法具有较好的估计性能,可以作为解决水下静止平台对目标被动定位问题的一种有效方案。     

基于卡尔曼滤波的水下近距目标运动分析

为跟踪水下近距目标,设计采用被动声纳平台获得目标的方位数据,用扩展卡尔曼滤波算法对测量数据进行目标运动分析来实现.建立了目标相对观测平台在固定深度做直线运动时的理论模型,针对非线性测量方程,采用雅可比矩阵来近似处理.采用标准卡尔曼滤波进行了实例仿真.结果表明,该方法将估计误差控制在8%以下,并有较好的稳定性.     

基于收敛方差跟踪的水下目标运动分析

水下目标的被动跟踪由于隐蔽性好, 有着很强的需求背景。本文提出了基于收敛方差跟踪的水下目标运动分析算法, 由于采用方位频率Kalman滤波, 可以得到速度渐近无偏估计, 利用速度估计值对目标位置初值进行线性估计, 进而估计目标运动状态, 采用该方法可以有效消除直接应用伪线性Kalman滤波算法引起的初值偏差, 仿真结果表明, 该方法对目标运动要素具有良好的估计性能。     

基于改进Huber估计的水下尺度目标参数估计

尺度目标参数是水下声自导武器近程进行弹道机动和垂直命中攻击的关键参数,有效估计尺度目标的特征参数对保证水下声自导武器作战毁伤效果至关重要.本文利用水下声自导武器检测得到的尺度目标多亮点信息对目标尺度参数进行估计,然而目标不同反射部位的反射能力不同,对应的多亮点检测信噪比存在差异,直接利用最小二乘拟合进行尺度参数估计可能会造成较大的估计误差.基于Huber稳健M估计原理,通过分析对Huber估计进行了改进,该方法利用亮点强度和拟合误差计算迭代拟合权值矩阵,通过拟合误差剔除可能存在的干扰亮点,能对目标长度、走向角、等效点进行有效估计.仿真分析和实航试验结果均表明,该方法具有稳健的收敛性能,能有效剔除干扰点,具有较强的抗干扰能力和较高的参数估计精度.     

基于OpenCV的运动目标检测技术

研究了基于混合高斯模型的运动目标检测技术,在分析了混合高斯模型的基本原理的基础上,使用了一种改进的混合高斯模型更新算法．在Visual C＋＋6．0中利用OpenCV完成了相关算法,成功地提取出了运动目标和实验场景的背景,验证了该改进的混合高斯模型更新算法的可行性．     

一种改进的水下运动目标远航程导航定位方法

当前水下运动目标定位主要采用船载水听器基阵-声信标跟踪定位方法和船拖水听器基阵-声信标跟踪定位方法,但这两种方法存在跟踪定位精度较低、实施难度大以及设备维护修理困难等问题。基于此,提出了采用水下目标加装光纤陀螺仪-差分全球定位系统(DGPS)组合制导技术,以实时测量、记录水下目标的航行姿态、航行速度和位置坐标,通过编码把目标的位置坐标数据实时转换为同步水声多频多脉冲时延编码信号发射,利用船拖水听器测量水声多频多脉冲时延编码信号,通过船载基站实时解算,从而实现指引测控船完成远航程水下目标的实时跟踪、定位、监测任务。试验结果表明,该方法可有效实现对远航程水下目标的跟踪定位和实时监测。     

基于UKF的水下无源目标运动分析

文中介绍了UKF的具体算法,并将其应用于水下无源系统定位中.与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF不但可以得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度,而且能更好的解决模型中的非线性问题.仿真结果表明,无论在计算量上还是滤波精度上,UKF算法都明显优于EKF,并且能够有效克服方位跟踪问题中的滤波发散问题.     

水下运动目标噪声线谱的联合估计方法

水下目标辐射噪声特征谱线的联合估计,基于水下运动目标线谱数学模型,通过分析水下目标辐射噪声特征等信息实现.基于经典谱与现代谱估计的联合估计法提取水下目标辐射噪声线谱特征,首先分别估计采集数据的功率谱,得到估算功率谱图;分析功率谱图,确定线谱存在的大致区域,再估计精确线谱.     

基于马尔可夫过程的水下运动目标启发式搜索

在对启发式搜索算法进行研究的基础上,建立了水下目标的马尔可夫过程运动模型,将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动位置进行估计、更新,以获得精确的目标后验分布,再利用启发函数得到下一步的最佳搜索节点。仿真分析表明:在对水下运动目标搜索时,启发式搜索优于扩展方形搜索和平行搜索,有效地改善了搜索时间和搜索效率。     

基于板块元法的水下复杂目标强度预报

近场高频照射情况下,水下复杂目标声反射强调各个部位、细节对声纳照射的综合作用。对此,引入了声纳目标计算的板块元法,通过3DS MAX软件将任意形状复杂目标表面划分为无数小曲面,由板块元近似小曲面,借助K irchhoff声散射理论完成对水下复杂目标目标强度的计算。该方法克服了声学亮点模型因忽略目标几何结构影响而过于粗糙,以及数值积分方法无法计算非标准几何体目标强度值的缺陷。数值计算及试验结果均验证了该方法的有效性。     

智能雷弹被动声定位精度问题

主要研究反直升机被动声定位的精度问题．建立了定位的计算模型,重点分析了影响定位精度的因素,论证了保证定位精度所需要的采样率和采样分辨率,论证了采用高频窄带信号来提高时延估计计算精度的可行性,使得定位精度可以达到５％ 以上．还分析了一种压缩信号频谱方法来提高相关分析的分辨率,从而提高雷弹的定位精度．并在此基础上设计了实现目标识别和定位的系统结构原理框图．     

基于高斯粒子滤波的空-海BDO-TMA的研究

探讨了目标运动分析中基本的非线性估计问题。介绍了粒子滤波的基本思想和免重采样高斯PF（GPF）算法的基本原理．特别针对空-海单站只测方位-多普勒TMA（BDO-TMA）问题应用GPF和EKF（扩展卡尔曼滤波）进行了对照研究，建立了问题的离散非线性滤波估计模型．设计了典型的应用场景，给出了MonteCarlo仿真运行结果；表明GPF具有更高的估计精度、更好的收敛特性和滤波一致性。     

非典型声强向量阵对体积目标定向的基阵共用技术研究

舰船在近距离上应视为体积目标,提出利用非典型声强向量阵对体积目标各部位定向的基阵共用技术。体积目标中部、中后部辐射的低频声源用声强度向量法定向,尾部的高频声源用自适应有限冲击响应(FIR)高精度时延估计法定向,共用同一小尺度基阵。为验证此方案,在半消声室进行了非典型声强向量阵的定向实验,用3个扬声器模拟体积目标3个不同部位的声源。实验结果表明：对这3个部位的定向可取得满意的精度,且这3个不同部位可分。本项研究为在小尺度平台上同时实现对舰船三辐射声亮点的定向开辟了途径。     

声强向量法与时延估计法共用同一基阵实现舰船体积目标定向

提出一种非典型形式的声强向量阵一不等间距的空间十字阵,它由空间正交、间距可调的4个声基元组成,便于工程应用;并提出在同一个空间十字阵上联合使用声强向量法和时延估计法对舰船体积目标3亮点部位定向的方法。舰船中部、中后部辐射的低频声源用声强向量法定向;尾部辐射的高频声源用时延估计法定向,共用同一基阵。利用实测的舰船辐射噪声数据进行了计算机仿真以及在半消声室中进行了定向实验,实验结果证明：该方法对体积目标各部位的定向精度达到工程应用的要求,能够对这3个部位进行有效的分辨。     

直升机时延估计的自适应算法研究

简述了ＬＭＳ自适应滤波算法，在此基础上，提出了利用自适应滤波技术，实现直升机定位中的时延估计，并用三点内插算法来改善时延估计的精度。对某直升机噪声的野外实测数据，进行了计算机数值计算和仿真，仿真结果是令人满意的。     

基于无味卡尔曼滤波的空对海BTO-TMA问题的研究

探讨了TMA（目标运动分析）中基本的非线性估计问题，介绍了基于无味变换（Unscented Transformation—UT）的无味卡尔曼滤波（Unscemed Kalman Filtering—UKF）算法的设计思想与具体实现，特别针对空对海单站只测方位与到达时间TMA（BTO—TMA）问题应用UKF和EKF（扩展卡尔曼滤波）进行了对照研究，建立了问题的离散非线性滤波估计模型，设计了典型的应用场景，给出了初值有偏和无偏两种情形下的Monte Carlo仿真运行结果；表明UKF在该应用背景下是切实可行的，具有更高的估计精度和更强的收敛特性。     

一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法

为提高被动声定位系统的定位精度,本文提出了一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法,该算法首先对时延测量值进行预处理,以预处理直接作为卡尔曼滤波器测量方程的输入量,并利用台劳级数对非线性测量方程进行线性化。数值计算和仿真结果表明,该算法是较好的滤波、跟踪效果。     

一种基于多点内插的自适应时延估计

提出了自适应滤波的七点三次平滑二次内插算法。利用该算法,实现了直升机定位中的时延估计,并对某直升机噪声的野外实测数据进行了计算机数值计算和半实物仿真,取得了令人满意的结果。     

水下物理目标声反射器研究

以\"柱的方法\"为基础,建立了有限长充气柱壳目标声反射器的数学模型.根据该模型,研究了在频率为500Hz～20kHz范围内,目标材料、柱壳厚度等因素对目标强度的影响.通过仿真研究,给出了水下被动目标声反射器设计的最佳参数,为水下被动目标声反射器的论证和设计提供了理论依据.