机载单站对机动目标无源定位与跟踪

机载无源探测定位技术是机载电子对抗中的一个重要的研究领域。针对空间机动目标,建立了机载单站无源定位的三维模型。基于传统测量相位差变化率的方法,增加了多普勒及其变化率信息,探讨了其定位原理,重新推导了定位公式;给出了其中的预处理过程和系统状态方程,并引入了可调白噪声UKF滤波算法以提高对机动目标的跟踪定位精度和收敛速度。通过计算机仿真,验证了该方法的正确性及有效性。     

一种机载单站无源测向定位跟踪算法研究

首先提出了一种采用测量目标到达方向实现运动单站对固定辐射源进行无源定位的算法。算法利用遗传算法（GA）为扩展卡尔曼滤波（EKF）提供稳定可靠的初始状态，克服了EKF算法收敛速度慢、易发散，伪线性滤波（PLF）算法有偏差等缺点，从而获得了更好的定位效果。计算机仿真结果验证了上述方法的有效性。     

利用空频域信息的固定单站无源定位跟踪算法

针对固定单站无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求,在传统定位方法基础上引入角度变化率和多普勒频率变化率信息;在此基础上提出了一种基于空频域信息的不敏卡尔曼滤波(UKF)算法并结合应用背景对标准UKF算法作了改进,详细分析了其定位性能并与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行比较;仿真结果表明UKF算法的定位性能要明显优于EKF算法,具有更快的收敛速度和更高的收敛精度;增加高精度的角度变化率和多普勒频率变化率信息能够显著改善定位性能。     

基于Singer模型的机动目标无源定位跟踪方法研究

对双站测向无源定位跟踪方法进行了研究,分析了双站交叉定位的基本原理,应用Singer模型和扩展卡尔曼滤波对三维空间中的机动目标无源定位跟踪问题进行了仿真分析.仿真结果表明,在假设的仿真条件下以及测向精度为1 mrad时,对机动目标定位跟踪的相对测距误差保持在1.5%以下,滤波跟踪效果良好,表明该方法对机动目标的无源定位跟踪是有效的,对工程应用有一定指导意义.     

基于SMSS-UKF的机载单站无源定位算法

基于机载单站无源定位中常用的扩展卡尔曼滤波具有近似线性方程的雅可比矩阵计算困难、不敏卡尔曼滤波(UKF)具有计算量较大的问题,提出了基于改进的变尺度最小斜度不敏卡尔曼滤波(SMSS-UKF)的机载单站无源定位算法,该方法采用最小斜度采样策略进行Sigma 点采样,减少Sigma点提高计算效率,利用变尺度不敏变换克服了采样点非局部效应问题。同时,针对大部分定位跟踪模型中状态方程为线性方程的特点,依据在线性状态方程情况下的贝叶斯理论,运用卡尔曼滤波状态预测的方法进行UKF的最优状态预测,使状态预测避免了不敏变换的数值近似误差和Sigma采样点计算的复杂性,提高了算法的运行效率和滤波精度。仿真实验的结果证明了SMSS-UKF滤波算法的有效性。     

基于EKF算法的单站无源定位跟踪研究

针对无源单站定位系统中观测方程非线性的特点,给出了一种适用于非线性的卡尔曼滤波估计改进算法——EKF算法。以方位角和方位角变化率为观测量,建立了EKF算法模型。仿真结果表明EKF算法具有收敛速度快,定位精度高的特点,可以提供高精度的单站无源定位跟踪结果。     

基于EKF算法的单站无源定位研究

针对单站无源定位系统中观测方程非线性的特点,不能直接使用卡尔曼滤波估计,因而提出了一种适用于非线性的卡尔曼滤波估计改进算法——EKF算法;以方向角和方向角变化率为观测量,建立了EKF算法模型;仿真结果表明EKF算法适用于非线性系统,具有收敛速度快,定位精度高的特点。     

基于相位差的机载单站无源定位算法

机载无源定位是电子侦察中的一项重要任务。针对实际工程特点,提出了一种鲁棒的基于相位差测量的机载单站无源定位算法。通过测量目标信号的方位角和相位差,利用卡尔曼滤波模型计算相位差变化率并对目标进行测距定位,最后将多次的定位结果进行交互多模滤波融合,实现对目标的高精确度定位。给出了计算相位差变化率的滤波模型、目标定位算法,以及交互多模滤波的融合定位过程。仿真实验中采用STK仿真软件生成机载平台的位置数据和目标信号入射方位角及相位差数据,分析了目标定位的效果及性能。最后给出了一些工程实践性的建议,具有一定的工程参考意义。     

运动旋转基线单站无源定位CRLB分析

针对仅用相位差变化率进行的单站无源定位，现有文献一般考虑干涉仪基线固定在观测平台上，并随其作某种机动下的定位效果，并未考虑基线自身旋转的情况，因此考虑观测平台机动，干涉仪基线自身旋转的情况，提出了基于运动观测平台旋转基线的无源定位方法，并对观测平台机动过程中基线自身不断旋转情况下的定位原理及其性能进行了分析，推导了该方法定位误差的克拉美罗下限（CRLB），仿真实验结果表明，该方法很好地改善了定位性能。     

对机动辐射源单站无源定位IMM算法

探讨了一种利用单个观测站对机动辐射源目标进行无源定位与跟踪的交互式多模型（IMM）算法。在该方法中，基于辐射源的信号到达时间（TOA）和信号到达方向（DOA）信息，可以实现单站无源定位，运用交互式多模型算法，可以适应目标的机动性。通过计算机仿真，验证了该方法的正确性和有效性。     

基于中心差分的机动辐射源单站被动跟踪算法

针对机动辐射源的单站被动跟踪问题,结合中心差分滤波(central difference filter)方法,该文提出了一种基于中心差分的交互多模型(IMM)机动目标跟踪算法,无需计算基于EKF(Extended Kalman Filter)方法所需的Jacobian矩阵,易于实现。将传统IMM算法中协方差的传递改造为平方根滤波形式,数值稳定性更好。将该算法应用到联合利用径向加速度和角度信息的单站定位系统,与基于EKF的IMM算法和基于UT(Unscented Transformation)的IMM算法仿真比较表明,该文算法和基于UT的IMM算法性能相当,比基于EKF的算法具有更高的跟踪精度。     

一种机载变速动目标检测方法研究

随着现代军事电子技术的迅速发展,来袭目标经常是机动性很强的变速动目标,其目标多普勒随时间变化,常规的空时自适应处理方法对于这类目标的检测效果很差。文中提出了一种基于修正最优处理器的机载变速动目标检测方法。该方法采用修正的导向矢量对多普勒走动项进行补偿,因此能够在目标存在多普勒走动的情况下,获得满意的动目标检测结果。仿真结果表明,该方法能够增强机载雷达对变速动目标的检测能力。     

机载PD雷达对机动目标探测盲区计算模型研究

以空战仿真系统为平台,建立PD雷达对机动目标探测盲区计算模型,并在此基础上研究和分析规避PD雷达探测问题,从而为寻求降低PD雷达探测效能的对策和方法提供一定的定量依据.     

航空光电平台机动目标跟踪定位技术应用

利用航空光电平台对机动目标进行侦察,使用机载平台参数对探测机动目标进行定位,通过卡尔曼滤波算法解决机动目标定位离散分布,通过滑动加权及滑动平均的方法对机动目标的航向航速进行平滑。工程应用表明,上述方法可以实现对航空光电平台探测机动目标进行实时自动定位及航向航速解算,数值定位滤波精度高,满足系统定位指标的要求。     

机载多点测向交叉定位的最优机动方向研究

针对快速运动的机载观测平台对海面舰艇进行无源定位的特定应用背景,研究了单机多点测向交叉定位问题。建立了伪线性最小二乘估计模型。通过对定位误差与目标几何分布关系的研究,分析了初始参考点选取问题。数学推导得到在目标距离和载机机动距离一定时,载机的最优机动方向的解析表达式。仿真结果表明,通过优化机动方向,减少了初始参考点的误差,提高了定位精度,增强了定位稳定性,有效改善了单机多点测向交叉定位系统的定位性能。     

基于无源时差定位系统的机动目标跟踪算法

研究了三维情况下IMM算法在无源时差定位系统中的应用。由于CV和Singer模型及CT模型状态变量维数不一致,导致IMM算法中数据无法有效地交互与融合。文中对CV和CT模型进行扩维改进,找到适合对三维机动目标进行跟踪的CV—Singer模型．通过与CV—nCT模型的跟踪效果仿真比较验证了其优越性。     

一种基于干涉仪体制的机载测向技术研究

详细分析了机载测向系统特点以及干涉仪测向原理,讨论了适合机载环境的测向天线阵阵元个数、阵列孔径与无模糊测向以及测向精度的关系。针对机载测向天线易受金属机体二次反射影响和安装空间受限等特点,给出了一种适合机载安装条件的9阵元椭圆型测向天线阵的设计并进行了性能分析和仿真验证。仿真结果表明,选用该测向天线阵,系统具有较强的抑制相位畸变能力和较好的测向精度。     

基于WVD的机载相控阵雷达机动目标检测及参数估计方法

该文提出了一种基于魏格纳分布(Wigner-Ville Distributed, WVD)和重构时间采样(Reconstruction timesample, RTS)的空中机动目标检测和参数估计方法。该方法首先利用雷达回波的空域采样来重构时域采样,相当于增加了单个阵元的脉冲采样点数,然后再对重构后的数据进行WVD变换来估计目标的参数。该方法能够在方位信息未知,脉冲数较少的情况下有效地实现对机动目标的检测与参数估计。仿真结果验证了该方法的有效性。      

机动目标跟踪算法

针对复杂的机动目标跟踪问题,介绍了机动目标运动状态模型和固定结构的交互多模型(Interacting Multiple Model,IMM)滤波算法。在IMM基础上引入变结构思想,提出了一种基于序列似然比的变结构交互多模型(Variable Structure IMM,VSIMM)算法。通过实例仿真比较证明了该算法的有效性。