基于要害部位精确打击的在线航迹规划方法研究

针对反舰导弹对舰船目标进行要害部位精确打击的需求,在估计得到目标位置、运动方向的前提下,提出利用Dubins path进行在线航迹规划的方法,克服了传统航迹规划算法复杂、计算量大、不能满足弹载计算机实时计算要求的难点。通过仿真分析,可以看出Dubins path算法规划快速、规划结果满足要求,在考虑目指误差、速度估计误差、目标不同运动方向的情况下可以满足基于要害部位打击的在线航迹规划要求。     

基于交互式多模型粒子滤波的状态估计方法

为了提高目标跟踪中状态估计环节的性能,基于交互式多模型粒子滤波的状态估计方法,采用交互式多模型(IMM)描述目标的运动过程,利用粒子滤波算法进行目标状态估计。方法避免了单一运动模型所带来的估计误差,同时克服了卡尔曼跟踪滤波算法的局限性,有效的提升了状态估计精确度。仿真实验证明了该方法在缺乏关于先验知识的情况下,对于不同的运动形式,均取得了较好的自适应性与鲁棒性。     

目标跟踪中两种非线性滤波算法的对比研究

在处理目标跟踪等动态系统实时估计问题中,通常采用EKF作为状态估计方法提高估计精度.由于EKF进行非线性估计存在一些缺陷,将系统进行线性化近似存在估计误差,从而影响目标跟踪的精度.为了获得更高的估计精度,介绍了两种新的非线性滤波算法,即unscented卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法.分析了UKF和PF算法的原理和算法实现,对两种算法的适应性进行了比较.通过目标跟踪仿真实验,表明粒子滤波算法估计精度比UKF算法高,但是计算量却相对较大.     

基于无迹卡尔曼滤波的火箭弹姿态估计

针对某尾翼稳定火箭弹姿态估计的问题,以姿态角、位置、速度参数作为状态变量,建立了火箭弹运动参数的捷联惯性解算模型,将GPS的位置和速度测量值作为输出变量,构成组合滤波模型,并分别采用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波方法进行滤波处理。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波在滚转速率变化较快、模型非线性较强的情况下不能达到预期的滤波效果,而基于无迹卡尔曼滤波的组合滤波方法更为有效,相比扩展卡尔曼滤波,其俯仰、偏航角估计误差均方根降低了一半,滚转角估计误差均方根降低了三分之二,满足姿态估计的需求。     

反舰导弹突击舰艇目标弹药消耗量建模仿真

为分析在舰艇单目标抗击条件下反舰导弹的命中数量及对敌舰船造成毁伤的概率,对反舰导弹突击舰艇目标弹药消耗量进行建模仿真研究.根据目标的阶段抗击特征对其抗击次数进行建模,进而建立反舰导弹对舰艇单目标弹药消耗量的模型,结合不同毁伤标准,对反舰导弹的毁伤效能进行仿真应用验证.仿真结果表明:算例中计算出的导弹发射数量,其重伤敌舰的概率达到了75%,满足作战要求,为舰载武器作战效能理论的研究及发展提供了有益的借鉴.     

战场运动目标参数估计与预测

建立了战场等加速运动目标和机动目标运动状态Kalman滤波预测模型.仿真结果表明,跟踪和预测算法能对目标距离、速度、加速度等运动参数进行有效的跟踪和预测,且估计误差小,为远程寻的导弹射击准备与中制导提供了可靠依据.     

反舰导弹突击岛礁区舰船末制导雷达开机距离和角度研究

为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,为判断是否满足截获条件提供了依据,并进行了仿真分析.研究成果为优化雷达制导反舰导弹攻击岛礁区目标舰船的作战使用奠定了基础.     

后向预测高斯混合概率假设密度滤波算法

针对单步延迟无序量测条件下多目标跟踪中,概率假设密度滤波对目标数量与状态估计误差偏大问题,提出了后向预测高斯混合概率假设密度滤波算法(BP-GMPHD)。该算法在后向预测框架内,以高斯混合概率假设密度滤波器为基础滤波算法,计算各高斯分量的回溯状态并进行再更新,经剪枝与合并等步骤获得最终的目标数量与状态估计。仿真验证表明,该算法在无序量测条件下保持了良好的滤波性能,能够准确估计多目标数目和状态。     

反舰导弹突击岛礁区舰船末制导雷达开机距离和角度研究

为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,为判断是否满足截获条件提供了依据,并进行了仿真分析.研究成果为优化雷达制导反舰导弹攻击岛礁区目标舰船的作战使用奠定了基础.     

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。     

一种光电跟踪平台共轴控制的目标运动滤波方法

目标运动估计是光电跟踪平台实现共轴控制的核心。针对目标运动的滤波精度问题,提出了基于灰色预测模型和卡尔曼理论的目标运动融合滤波方法。利用少量前几个时刻的目标运动数据实时在线建立灰色预测模型,替代标准卡尔曼滤波的目标状态预测方程,避免了需要预先假定目标运动数学模型而引起滤波误差的弊端。进一步对灰色模型预测值和融合滤波估计值的残差序列,构建残差在线预估模型;利用残差预测值对灰色预测模型进行实时修正,有效地提高了灰色模型的预测精度,改善了融合滤波的效果。仿真实验验证了灰色模型在目标运动预测中的有效性。实验结果表明：残差修正策略将灰色模型预测精度提高了60%;与其他滤波方法相比,提出的融合滤波方法具有更好的滤波效果及更准确的目标运动估计。     

基于多普勒量测的UKF多目标跟踪方法

针对高斯混合概率假设密度滤波(GMPHD)初始化需要先验强度函数的缺点,在现有GMPHD滤波框架的基础上,将多普勒信息附加于滤波更新过程中,提出了基于多普勒量测的UKF多目标跟踪方法。该方法能够利用多普勒信息对新生目标状态初始化,实现新生目标的自动初始化,有效降低滤波估计误差。仿真结果表明,所提方法复杂度较低,且在多目标跟踪过程中,对于目标个数的估计精度和最优子模式指派距离均优于已有方法。     

修正极坐标系纯方位跟踪算法分析与改进

通过修正极坐标系(MP)的广义卡尔曼滤波,提出了一种探测水中目标位置及其他各项运动参数的估计方法.基于广义卡尔曼滤波算法,设计了舰船以"Z"形路线追踪目标的纯方位跟踪模式;根据舰船的运动特点,改进算法实现了对存在机动行为的目标进行有效跟踪.仿真结果表明该方法稳定性强,对测量精度要求低并可用于跟踪机动目标.     

改进的卡尔曼滤波与均值漂移目标跟踪算法

为了实现更加理想的运动目标跟踪,提出了改进的卡尔曼滤波与均值漂移目标跟踪算法。该算法采用粒子滤波与Kalman滤波相结合实现非线性滤波,首先利用粒子滤波对运动目标的状态变量进行估计,然后对目标估计状态进行卡尔曼滤波,解决观测方程为非线性的问题。最后利用Mean-shift算法进一步聚类粒子,使抽样的粒子集更符合实际的目标概率模型,从而增加有效粒子数目,减少粒子退化。经过预测迭代,从而达到对运动目标运行轨迹的修正,并采用仿真实验进行算法性能测试。结果表明,相对于其他算法或者是传统算法,在相同的条件下该算法不仅提高了目标跟踪的精度,并且降低了计算复杂度,实时性较好。     

给定辐射时间限制下的雷达辐射时机最优规划研究

研究了给定辐射时间限制下的雷达辐射时机最优规划问题,以目标状态估计误差协方差的迹为优化目标函数,建立了雷达辐射时机最优规划模型,推导出了最优规划准则。研究结果表明,给定一段时间内辐射时间限制下,雷达辐射时机点越集中于该段时间终点,目标状态估计误差越小。在该准则下,提出了一种基于协方差控制的雷达实时辐射控制方法,利用预测协方差门限和滤波协方差门限对雷达的辐射进行实时控制。仿真结果表明,提出的方法能很好的控制雷达辐射对目标进行跟踪,雷达辐射时间与预测协方差门限和滤波协方差门限有关,可以根据跟踪需求设置不同参数来控制雷达辐射。得出的结论对雷达辐射控制及提高目标估计精度有一定的理论和实际意义。     

基于自适应比例修正无迹卡尔曼滤波的目标定位估计算法

针对无线传感器网络中基于接收信号指示强度(RSSI)定位系统在精确性和实时性方面存在的问题,提出了一种基于自适应比例修正无迹卡尔曼滤波(ASUKF) 的定位估计算法。通过分析RSSI 定位模型的特点,将定位问题转化为非线性系统估计问题。该算法在滤波过程中采用比例修正对称采样策略,并利用次优Sage-Husa 估计器实时处理系统噪声的统计特性,对目标位置和信道参数进行同时估计解算。实验及仿真结果表明,与标准UKF 估计算法相比,新算法有效减小了状态估计误差,提高了滤波的稳定性,定位精度更为准确。     

改进的自适应卡尔曼滤波在SINS 初始对准中的应用

为提高 Sage-Husa 自适应滤波的稳定性,提出一种基于 UD 分解的改进自适应滤波算法。对在线估计的量测噪声协方差阵和状态估计误差方差阵采取UD分解的形式进行标示和更新,结合捷联惯导静基座初始对准模型,对改进自适应算法进行仿真测试。仿真结果表明：在先验量测噪声和状态估计协方差矩阵存在误差的情况下,新算法能够提高对准精度。     

一种获取载机尾后目标运动信息的方法研究

越肩发射需要载机提供尾后目标的运动信息,包括方位、距离和速度等。提出利用机载雷达告警接收机测量到的目标方位信息,根据扩展Kalman滤波理论,对目标的其它运动信息进行实时估计。仿真结果表明。该方法能够满足常规导引方法的基本要求,但滤波收敛速度仍需进一步提高。     

一种新的舰船红外图像分割算法

舰船红外图像分割是红外成像制导反舰导弹目标跟踪的关键技术。为较好地分割出舰船目标,提出了一种新型的舰船目标图像分割算法。根据均值移动算法去除图像噪声,采用梯度增强、拉普拉斯变换、直方图迭代、形态学算法得到舰船及背景的二值化图像;采用投影技术和Hough算法得到舰船存在区域,分割舰船存在区域得到较准确的舰船图像。仿真结果表明此算法具有较好的分割效果。     

反舰导弹战斗部效能分析

围绕被广泛使用的反舰导弹战斗部效能这个问题,对影响反舰导弹战斗部效能的几个因素及反舰导弹战斗部的破坏机理进行分析。同时结合实弹对真实目标的打靶结果,对反舰导弹战斗部攻击舰船的毁伤效果进行分析讨论,得出了一些结论性的意见。