一种基于方位-频率测量的被动声呐TMA算法分析

根据被动观测器测得的目标方位和多普勒频率信息,通过伪观测量的形式,建立了系统的线性状态方程和观测方程,从而利用伪线性卡尔曼滤波对目标的运动状态进行估计,并证明了系统的可观测性。蒙特卡罗仿真表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,可应用于远距离的水下被动目标运动分析。     

一种水下被动目标运动分析与仿真

文章讨论了一种水下运动的目标和观测平台在不同平面的三维情形下,被动目标运动分析与仿真问题,文中从声呐测量的方位角、爷角和频率的数据入手,采用伪线性估计、最大似然估计两种不同的方法,对水下被动TMA问题进行了研究,并分析了两种不同方法的状态参数估计的误差特性。仿真结果表明：由于增加了观测的信息量,上述方法均能得到较好的参数估计结果,且伪线性估计方差向CRLB界接近。上述方法可推广到目标和观测平台处于同一平面的二维情形。     

一种基于方位-方位的被动声纳航迹关联

引言: 水下目标被动定位从最初的三子阵定位、匹配场定位、目标运动分析(TMA)方法到现在的双阵TMA已经发展了数十年.双阵TMA一方面可以克服单阵中的不可观测性问题,不需要本舰机动,另一方面双阵信息的综合利用有可能提高参数估计的稳定性和精度[1].     

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。     

双基阵被动定位位置估计算法研究

根据双基阵被动定位的特点，分别论述了仅利用方位测量信息的交叉测向法定位原理和利用方位及时延差测量信息的测向测时差法定位原理，并在相同的仿真条件下，对两种方法的定位性能进行了比较。介绍了可提高被动定位精度的数据预处理和最小二乘拟合方法。通过蒙特卡洛仿真分析比较了基阵位置、基阵间距及各种测量参数改变对定位性能的影响。仿真结果表明，基于纯方位测量信息和方位—时延差测量信息的双基阵被动定位方法，避免了观测平台的机动，具有较好的可观测性，经过必要的改进，可用于对海上机动目标的无源定位。     

一种基于方位时延的水下被动目标运动分析算法研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统，以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础，建立了状态方程和观测方程，运用扩展卡尔曼滤波算法，对系统进行了分析，通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明，此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点，有着良好的实际应用前景。     

水下近场目标声探测系统设计研究

为对水下近场目标进行定位和识别,设计了一种小型水下近场目标声探测系统。该系统采用水听器十字阵对目标进行被动方位估计和主动声纳测距相结合的工作方式。为验证声纳探测系统设计的可行性,设计了一个水下目标方位估计的水池实验,该实验系统利用LabVIEW便捷的数据采集和存储功能及MATLAB对算法的强大仿真能力,方便地实现了对水声信号的采集和分析。这种探测系统的设计可为水听器布阵和相关算法的选择提供参考。     

水下TMA的数据融合方法

提出了一种新的水下目标运动分析(TMA)的数据融合方法.针对来自同一声源的不同数据测量组合后所得到的TMA估计,在EKF组合滤波器中进行数据融合,得到最终的更精确的TMA估计.仿真结果表明数据融合后的参数估计误差曲线收敛更好,估计精度明显提高.该方法能够融合所观测的多种测量数据,充分利用来自不方面的观测信息,从而得到精度更高的目标运动参数估计结果.     

新型潜艇作战系统TMA功能设计

文章在新型潜艇全综合、分布式作战系统的体系结构下，以声纳信息作为主要信息源，综述了纯方位TMA`欧信息融合TMA、方位－多普勒TMA、噪声能量－方位联合估距、与匹配场声源定位相结合等几种实现TMA的方法，在此基础上对TMA功能提出了新设想，初步提出了一种TMA的功能设计。该功能设计从作战系统的角度出发开发TMA功能，充分利用了多传感器获得的信息，以及人的主观判断，增强了TMA的能力，使它能够更好地为指挥员战术决策服务，为武器的发射控制提供更加精确的目标运动要素解算结果。与通常的TMA设计相比，该顶设计能够识别目标机动，增加了人机交互功能，并设计了便于观看TMA结果、监视目标机动和执行交互式跟踪改进的TMA显示画面。     

声纳方位序列估计目标运动参数匹配方法研究

以被动声纳观测的目标方位信息为基础,将匹配处理技术用到目标运动参数纯方位估计中,建立了一套利用匹配场处理技术进行目标纯方位运动分析的模型,给出相关的优化处理算法,并通过仿真计算验证了模型的有效性.仿真结果表明该算法在目标运动参数的收敛时间和收敛距离等指标上有明显改善.     

单站无源定位可观测性评述

可观测性分析是单观测器无源定位首先要研究的问题,只有当目标状态 (位置、速度等)是完全可观测的,定位和跟踪问题才能有可靠的、唯一的解。从几何方法、代数方程方法、线性系统方法3方面来阐述单站测角无源定位的状态可观性问题,讨论测频单站无源定位问题的可观测性和定量的可观测性,并对近年来这一领域的相关文献的分析方法和结论进行评述。     

一种被动TMA的可测性问题分析

本文讨论了声纳被动定位中,一般非线性动态系统在基于目标方位测量情形下ＴＭＡ的可测性问题。虽然这是个非线性系统,结果证明它是一个可测的动态系统。     

基于BPSO-KNN算法的被动声呐目标分类识别技术研究

以提取得到的被动声呐目标功率谱特征为基础,采用二进制粒子群(Binary Particle Swarm Optimization, BPSO)优化算法和k最近邻(k-Nearest Neighbor, KNN)分类算法相结合的BPSO-KNN算法进行特征选择和参数优化,分别用KNN分类算法和BPSO-KNN分类算法对实际得到的四类海上被动声呐目标进行分类识别。结果表明,BPSO-KNN算法可对提取的功率谱特征进行特征优化选择,并对KNN分类器进行参数优化,提高了对四类目标的分类精度。该算法在被动声呐目标分类识别方面有参考价值。     

机载IRST跟踪算法

机载ＩＲＳＴ主要用于高空远距离目标的探测和跟踪。传统的仅有角度的跟踪是得不到距离估计的,但是由于机载ＩＲＳＴ的平台容易实现机动,根据可观测性准则,平台机动是获得距离估计的必要条件。采用修正的球坐标方法对目标进行跟踪滤波,从而获取距离信息。仿真结果表明,本算法具有较好的性能。     

压电结构系统辨识中的幂迭代子空间跟踪方法

针对子空间辨识压电结构系统模型,利用广义能观矩阵列空间与观测矢量相关矩阵信号子空间一致的特征,提出采用幂迭代子空间跟踪方法,保证全局且按指数收敛到主子空间。为避免跟踪过程中与主子空间偏离误差的传递,采用多级分解,形成多级幂迭代子空间跟踪方法。将其与投影逼近子空间方法比较,仿真结果表明,能观矩阵夹角小,输出均方根误差小,能提高跟踪精度。并运用于实际模型中,验证其有效性。     

六元探测基阵被动声定位算法及其性能研究

通过对目前常用的空间声目标定位方法的分析,针对四元平面方阵定距精度差的问题,提出了立体六元探测基阵的传感器布置方案,即在四元平面方阵的基础上,增加两个声传感器。根据被动声定位原理推导了定位算法,分析了时延估计误差对定位精度的影响,并进行了数字仿真实验,与四元平面方阵相比取得了较好的定位效果。     

Dopplerlet变换推广及其在主动声纳中的应用

针对水下高速运动目标的主动探测问题,引入了Dopplerlet变换。根据运动目标回波的特点提出了主动Dopplerlet原子．并分析了基于主动Dopplerlet变换的自适应匹配塔形分解算法,克服了Dopplerlet变换在被动信号处理中声源频率变化引起误差增大的问题。将算法应用于高斯白噪声和高斯色噪声背景中运动目标的检测和速度距离的估计．取得了较好的结果。     

Chan算法在海上声源定位测量中的应用

针对到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）体制下海上声源定位测量问题,研究了Chan算法在定位测量中的应用。建立了基于TDOA体制的海上声源被动定位模型,推导了Chan算法求解TDOA定位方程的步骤,采用了蒙特卡洛数值方法对Chan算法与初始值选择真值的泰勒（Taylor）级数展开法在不同阵元数条件下的定位精度进行了比较,得出了Chan算法在海上声源定位测量中应用条件及基阵布设原则。仿真结果表明,在一定条件下,Chan算法可应用于海上声源定位测量且定位精度较高,研究结果可为海上声源测量系统定位算法设计及基站布设提供参考依据。     

平流层验证飞艇纵向动力学建模及其状态观测器设计

在满足几点假设的基础上,建立了以体积中心为原点的坐标系,对平流层飞艇进行了受力分析,在对纵向力和力矩逐项阐述的基础上,导出了平衡状态下平流层飞艇纵向动力学模型的状态方程。根据12 m验证艇的实验飞行数据及外形尺寸特征,对能控性与能观测性进行了分析,在此基础上设计了全维状态观测器,解决了模型的状态反馈在性能和物理上的矛盾,为平流层飞艇的稳定飞行和自动控制提供了设计依据。     

纯角度跟踪的球面坐标降维算法

从解决目标跟踪中的非线性问题入手,分析了不同的解决方法,并结合地面红外搜索跟踪（IRST）系统单独使用时的实际特点,提出了球面坐标降维模型,给出了相应的目标纯角度跟踪算法。目标状态方程和量测方程得到了简化。最后进行了目标跟踪的仿真试验,结果表明这种纯角度跟踪算法具有很好的性能。