基于强跟踪滤波器的MACA-MIE 模型及跟踪算法

结合自适应常加速模型(ACA)、改进输入估计(MIE)和强跟踪滤波器,提出一种新的自适应目标跟踪模型和算法.该算法通过扩展 ACA 模型状态矢量和改进状态噪声协方差调整方法,利用 MIE 和强跟踪滤波器,实现了机动加速度方差和状态预测协方差依据残差信息的实时完全自适应调整,在缺乏目标加速度先验知识的情况下,能够实时高精度跟踪目标突变状态、弱机动和非机动状态.仿真实验表明,相比 ACA 模型和 MIE,该算法具有更好的机动状态和非机动状态跟踪性能.     

一种改进的强机动目标跟踪方法

为提高目标在强机动情况下的跟踪精度,更好地实现目标跟踪,在当前统计模型和卡尔曼滤波算法的基础上提出改进的目标跟踪方法。分析了当前统计模型,归纳出在目标弱机动和强机动情况下的优点及不足。进行强机动检测,以此判断目标的机动水平;将渐消因子引入卡尔曼滤波器,减少陈旧数据的影响,充分体现当前机动状态;在算法中在线辨识各项参数,并根据机动水平自适应地调整。仿真结果表明,改进的方法在弱机动时保持了当前统计模型的跟踪性能,而在强机动时拥有更高的跟踪精度。     

方差自适应机动目标跟踪算法研究

针对机动目标弱机动时不能自适应调整,从而对弱机动目标跟踪精度不高的缺点,提出了一种改进的方差自适应机动目标跟踪算法。新算法将机动目标的运动状态分为弱机动状态和强机动状态,并通过新息平方的统计量和当前加速度估值进行机动自适应检测,能够根据目标当前的机动特性自适应调整过程噪声协方差矩阵,使运动模型与机动目标的当前运动状态相匹配,在保持对强机动目标跟踪性能的同时,实现了对弱机动目标更为精确的跟踪。仿真结果表明,改进算法对弱机动目标的跟踪性能明显优于当前统计模型。     

基于强跟踪滤波器的交互式多模型算法

针对传统的EKF-IMM算法鲁棒性较差等问题,提出了一种基于强跟踪滤波器（STF）的交互式多模型算法。该算法通过引入强跟踪滤波器（STF）的渐消因子,实现了对滤波器增益的实时调节,从而提高了系统对机动目标的自适应跟踪能力和跟踪精度。仿真结果表明,在目标不发生机动时,该算法和EKF-IMM算法的跟踪效果相近,在目标发生强机动时,该算法在径向速度和方位角的跟踪精度要优于EKF-IMM算法;提出的算法具有更优的机动目标跟踪性能。     

跟踪反舰导弹的机动频率自适应算法

为使建立的系统方程更适合强机动反舰导弹的真实运动状态,在分析"当前"统计模型及自适应滤波算法的基础上.通过由滤波残差的变化来检测目标机动与否的准则,设计了一种非线性的机动频率函数.实现机动频率自适应调整,优化了"当前"统计模型的系统参数,构建了机动频率自适应算法.在想定的初始条件下,结合反舰导弹的末段"蛇行机动",对建立的机动频率自适应算法进行Monte Carlo仿真实验,结果表明:该算法运行稳定,适应能力强,能有效提高"当前"统计模型的跟踪性能.     

机动再入目标跟踪仿真研究

在弹道目标跟踪精度优化的研究中,机动再入目标高速的运动特性与复杂的受力环境,使得单一的运动模型与标准的交互式多模型算法不能真实反映其运动状况,而导致跟踪误差较大.为了提高跟踪精度,引入强跟踪滤波器的交互式多模型(IMM)算法,并将“当前”统计模型(CS)引入到交互式多模型算法中,提出CS_STF_IMM算法.通过“当前”统计模型对强机动的适应性与强跟踪滤波器关于模型失配的鲁棒性提高跟踪的精度与稳定度.仿真结果表明,改进算法在对机动再入弹道目标跟踪时具有良好的跟踪效果,并且稳定性高.     

基于改进“当前”统计模型的非线性机动目标跟踪算法

＂当前＂统计模型算法对目标加速度极限值及机动频率的依赖性这一缺点,导致该算法在跟踪弱机动目标及高机动目标时,跟踪性能会明显恶化.本文在当前统计（CS）模型的基础上,通过加权一个以残差方差的迹为参数的活化函数,对加速度方差和机动频率进行自适应处理,实现了对＂当前＂统计模型的改进;同时,采用UKF（unscented Kalman filter）对非线性目标进行跟踪滤波,构造出基于改进＂当前＂统计模型的非线性机动目标跟踪算法,仿真结果表明,改进的＂当前＂统计模型不仅保留了＂当前＂统计模型跟踪算法对一般机动目标跟踪精度高的特点,而且对弱机动目标跟踪也具有更优越的性能,大大扩大了机动跟踪范围.     

强机动目标自适应变结构多模型跟踪算法

在强机动目标跟踪领域,采用传统基于固定模型集合的交互式多模型算法需要大量模型来描述目标机动,需要巨大的计算量,并且过多模型会带来不必要的模型竞争反而降低跟踪性能.为解决它所带来的问题,提出一种自适应变结构多模型算法,采用少量与目标运动模式相关的模型,在不同时刻根据目标当前机动水平自适应调整模型参数建立新的模型集合,并对其进行滤波估计.仿真结果显示该方法能更好的匹配目标运动规律,有效降低计算复杂度,提高跟踪精度.     

基于改进当前统计模型的自适应无源跟踪算法

针对无源跟踪中,标准当前统计模型无法自适应调整加速度极限值的缺点,设计了一种修正系数来通过机动目标的当前加速度自适应调整模型的加速度极限值,同时利用模糊控制的方法对修正系数的取值进行实时调整,实现了对当前统计模型的改进。最后结合容积卡尔曼滤波算法构造基于改进当前统计模型的自适应无源跟踪算法。仿真结果表明,相比基于标准当前统计模型的自适应跟踪算法,新算法对非机动目标、弱机动目标以及强机动目标都有更好的跟踪效果。     

一种参数自适应的“当前”统计Jerk模型

针对高度机动目标跟踪问题,通过理论分析指出了Jerk模型及其一些改进模型的不足,并借 鉴“当前”统计的思想,提出了一种参数自适应的Jerk模型（Adaptive parameter current statistic jerk model, APC-Jerk）。该模型通过新息向量的范数定义调整因子,以此 来对模型中的各参数进行自适应调整,增强了系统对突发机动的自适应跟踪能力,并对加速 度均值进行了修正,使之适合于一般运动形式。最后对本算法进行了仿真,结果表明,参数 自适应的“当前”统计Jerk模型较经典Jerk模型、“当前”统计Jerk模型及改进的“当前” 统计Jerk模型对强机动目标的跟踪精度有较大程度的提高。