对海面远距离运动目标定位跟踪的IMM算法研究

研究了平流层三站测时差无源定位系统对海面远距离运动目标定位与跟踪的滤波算法问题。将IMM滤波器应用到平流层三站测时差定位系统中,采用三模型组合的IMM滤波算法,首先通过时差测量参数计算出粗略的定位结果,接下来采用IMM滤波算法逐步估计出运动辐射源的速度,并修正初始的定位结果,提高定位精度。仿真结果表明,基于IMM滤波器的三站时差定位系统具有较快的收敛时间、较高的跟踪精度和适中的计算复杂度,能够对不同强度的机动目标进行定位与跟踪,很好地解决了三站时差定位系统对海面远距离运动辐射源定位跟踪的算法问题。还提出了利用回归处理的方法进一步提高固定目标定位精度的思想。     

基于余弦定理的无源测向测时差定位方法北大核心CSCD

针对两站测向测时差三维目标定位的一般情况,为克服传统解析算法的定位模糊问题,提出了一种基于余弦定理的定位求解方法。该算法在时差和角度信息均可获得的情况下,根据侦察平台和目标在三维空间中的相对几何关系,利用余弦定理给出了无模糊的目标位置解析解。进一步,为充分利用侦察平台冗余的观测信息、提高定位精度,采用简化的加权最小二乘方法对根据不同观测信息解算得到的目标位置估计值进行融合,提出了一种实用的测向测时差融合定位算法。数值仿真验证了所提出的定位求解算法的有效性。     

机载雷达信号连续稳定跟踪定位算法研究

针对时差定位系统对机载雷达信号多站同时截获概率低、时差定位轨迹不连续的问题,研究了利用多种目标运动轨迹特征,结合时差定位和交互式多模型滤波算法预测时间差变化趋势,反推时间差再对原时间序列进行插值.通过典型运动场景模拟仿真验证,该算法具有较理想的跟踪定位性能.     

基于概率的空间三机时差-频差联合定位

针对传统泰勒展开定位算法的定位精度不高问题,提出了一种基于概率理论的时差(TDOA)与频差(FDOA)联合定位的新方法,该方法利用到达三机的时差和频差构建非线性方程组,通过概率算法将非线性方程组转化为线性方程组,求解可得目标的估计位置.仿真表明,该方法较泰勒展开法相比,有很高的定位精度.     

一种机载无源雷达组网定位技术

提出一种战斗机机载无源雷达组网协同测时差定位策略,分析了多机协同高度假设测时差定位算法以及其应用背景,仿真试验表明,该方法可以对电子侦察机等高空电磁辐射目标进行远距离精确定位,为对敌进行打击、干扰提供重要战术支持。与电子战飞机相比,利用战斗机机载雷达组网具有机动灵活、快速反应、攻防兼备的优势。     

一种低轨双星高脉冲重复频率雷达信号的定位模糊消除算法

针对低轨(LEO)双星到达时间差(TDOA)定位系统中雷达信号的定位模糊问题,该文分析了高重频信号的模糊特性,演示了虚假定位点的产生过程,提出一种基于时差序列变化趋势匹配(VTMT)的定位模糊消除算法。在测量时差序列与定位结果对应的理论时差序列之间的残差近似服从正态分布的条件下,通过两个序列的欧式距离作为相似程度衡量依据,筛选出测量时差线与理论时差线最为接近的定位点作为目标辐射源真实位置。校验台测试信号验证了该算法的有效性。仿真结果表明,该算法能够显著提高无模糊定位概率,对长基线时差定位系统中雷达信号的定位具有较高的应用价值。     

基于卡尔曼滤波的无人机测向定位算法研究

为了提高无人机测向定位精度,并直观地表示出一定概率下目标可能的位置区域,给出了一种基于卡尔曼滤波(KF)的无人机测向定位算法。首先使用无人机前两次测向线,计算目标位置测量的初始值;其次采用KF算法估计不同时刻目标位置的估计值,并计算每一时刻经卡尔曼滤波后的测角误差;最后将滤波后的测角误差代入目标可能位置概率椭圆算法,计算目标可能位置区域的位置及大小。结果表明:经卡尔曼滤波计算后的位置估计值逼近真实值的速度更快,所得的目标可能位置区域的面积更小,定位精度有了较明显的提高。     

一种低轨双星高脉冲重复频率雷达信号的定位模糊消除算法

针对低轨(LEO)双星到达时间差(TDOA)定位系统中雷达信号的定位模糊问题,该文分析了高重频信号的模糊特性,演示了虚假定位点的产生过程,提出一种基于时差序列变化趋势匹配(VTMT)的定位模糊消除算法.在测量时差序列与定位结果对应的理论时差序列之间的残差近似服从正态分布的条件下,通过两个序列的欧式距离作为相似程度衡量依据,筛选出测量时差线与理论时差线最为接近的定位点作为目标辐射源真实位置.校验台测试信号验证了该算法的有效性.仿真结果表明,该算法能够显著提高无模糊定位概率,对长基线时差定位系统中雷达信号的定位具有较高的应用价值.     

基于全国短波监测系统测向定位功能的实现

介绍了在全国短波监测网络中测向定位功能模块的设计与实现。为了实现目标源的定位,系统采用自定义消息来实现命令的发送和数据的接收,采用对各监测站声音和频谱分别进行对比来保证所测信号的一致,利用关系数据库Or-acle保存实时数据,运用交会算法计算最佳目标源经纬度和误差概率椭圆,并将结果显示在以MapX为控件的电子地图上。     

一种改进的高斯逆威沙特概率假设密度扩展目标跟踪算法

假设扩展目标(ET)的扩展和量测数目分别为椭圆和泊松模型,高斯逆威沙特概率假设密度(GIW-PHD)能够估计扩展目标的运动和扩展状态。然而,该滤波器对空间邻近目标的数目、非椭圆目标和受到遮挡目标的扩展估计不够准确。针对这些问题,该文提出一种改进的GIW-PHD。首先,假设目标扩展为一个相同尺寸的参考椭圆,通过设计新的散射矩阵得到改进的随机矩阵(RM)方法。然后,将改进的RM方法与假设量测数目服从多伯努利分布的ET-PHD结合,得到改进的GIW-PHD滤波器。仿真和实验结果表明,与传统GIW-PHD相比,改进的GIW- PHD估计的目标数目和量测数目较多,扩展较大的椭圆和非椭圆目标的扩展更准确。     

短基线时差定位技术研究

由于当前的长基线时差定位系统不能对窄波束辐射源目标定位,提出了短基线时差定位技术。首先推导了短基线时差定位算法;然后分别对长、短基线时差定位系统的定位精度分布进行了仿真,根据定位精度需求对时差测量精度提出了要求,通过仿真分析得出两路信号相关算法已经不能满足该时差精度需求,需要研究新的时差测量算法;最后提出了利用信号载频相位信息求时差的研究思路,为高精度时差测量精度的研究提供了参考,也为短基线时差定位系统的实现提供了技术基础。     

Geometric property based ellipse detection method

In this paper a simple but effective and robust ellipse detection method based on geometric property is developed, which mainly utilizes the following two aspects of ellipse geometric information:(1) Points on ellipse contour are position-symmetric and the gradient vectors of one pair of symmetric points are parallel or anti-parallel, the fact of which can be used for ellipse center location. In this part, the inner product in mathematics is introduced to evaluate the extent of parallelism of two gradient vectors, and then two concepts, inner product symmetrical energy (IPSE) and inner product consistent energy (IPCE), is defined to compute the probability of a position as a symmetric center.(2) The sum of distances of one contour point far from ellipse’s two foci is a constant. For two given positions, by computing the distribution of the sum of distances we can validate if they are the correct positions of ellipse foci. Furthermore, ellipse’s semi-major axis can be also estimated from distance distribution on the positions of ellipse foci. After determining the center, foci and semi-major axis of an ellipse candidate, other parameters can be easily deduced by resolving the elliptic equation directly.Compared with existing methods, the proposed method detects the ellipse using the geometric properties directly while avoiding the complicated application of the ellipse parameter space or fitting step, and it is simple, effective and robust. In addition, the ideas proposed in this paper can be extended for other features extraction, such as general symmetry center location and other shapes detection, and extensive experiments show the good availability of the proposed ideas.     

基于波形自适应的认知雷达机动目标跟踪算法

从认知雷达的角度出发,综合考虑跟踪模型和波形选择,提出一种能够适应目标运动状态急剧变化的波形自适应机动目标跟踪算法。首先,将匀速运动模型和当前统计模型作为交互式多模型(IMM)的模型集,并结合贝叶斯理论提出一种时变转移概率的自适应IMM算法。然后,结合量测误差椭圆与目标状态预测误差椭圆正交理论,研究了基于基带脉冲波形模糊函数旋转的波形库实现方法并给出了波形自适应选择跟踪算法的具体步骤。仿真实验表明,所提算法能够适应目标不同加速度机动,雷达系统跟踪性能得到了较大幅度提升。     

多站无源时差定位精度分析

针对在多站无源时差定位系统中影响目标定位精度的因素,分析了时差测量误差和站址误差对目标定位精度的影响。影响时差测量精度的因素有接收机热噪声、多普勒效应、站间同步误差、本地时钟误差和大气等因素。通过分析各个因素对目标定位精度的影响程度,在特定布站方式下,仿真计算得到在固定时差测量误差和站址误差下可能达到的目标定位精度,并根据主要误差来源提出相应的提高定位精度的措施。     

一种递进时差测量算法研究

时差测量是无源定位领域中的一项关键技术,直接影响目标定位的精度.本文根据伪随机序列产生的基本原理,具体阐述了最常用的一种伪随机序列-m序列,从而提出了一种递进时差测量算法.该算法通过接收序列与本地序列的互相关处理,求取相关谱的峰值和相应的运算,即可精确地得到时差.MATLAB仿真结果表明,在5dB噪声条件下,能够准确完...     

蒙特卡洛法在高温背景辐射下比色测温的应用研究

在比色测温中,高温背景辐射对准确测量目标温度有很大的干扰,利用蒙特卡洛法通过概率分布模拟背景辐射的发射位置、辐射方向和反射或吸收特性,统计被测量目标反射并被探测器检测到的辐射能束,与理论辐射差值相比较,检验其准确性。在此基础上,提出一种在复杂环境下消除高温背景辐射影响、提高测温精度的方法。     

视觉测量红外光点图像中心精确提取

提出了一种视觉测量中的红外光点图像中心提取方法。首先,使用一组阈值平面与红外光点灰度能量分布相交确定光点能量等高线,得到各等高轮廓点和阈值平面截得的能量包络。然后,利用最小二乘椭圆拟合等高线上轮廓点的椭圆中心,并计算阈值平面所截得的能量包络的质心,以椭圆中心和包络质心的黄金分割点作为等高层面上的光点中心。最后,利用各等高层面光点的中心获得红外光点图像中心的精确位置。试验验证结果表明,算法对红外光点图像中心提取可取得较高精度。目前,方法已在面阵静态红外地球敏感器标定中得到应用。     

昆虫目标雷达散射截面积特征辅助跟踪算法

害虫迁飞具有规模大、突发性强的特点,会导致病虫害异地大爆发,粮食产量下降,造成重大的经济损失。昆虫雷达是监测迁飞性害虫的一种有效手段。昆虫目标的雷达散射截面积(RCS)较小,回波能量弱,在保证高检测率的同时会带来高虚警率问题,进而导致在目标跟踪的数据关联环节,易受虚假量测的影响出现关联错误。幅度特征辅助跟踪算法利用目标与噪声点迹的幅度差异,可以有效提高目标与噪声的识别度,改善跟踪性能,但是其需要已知目标的RCS起伏模型作为先验信息来计算幅度似然比。因此,该文基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫目标的RCS起伏特性,得出Gamma分布可以较好地拟合昆虫目标的RCS统计分布,并将其作为先验信息,推导出Gamma起伏目标在高斯白噪声背景下的幅度似然比。通过在不同信噪比、不同量测噪声及不同起伏模型参数下的仿真结果及性能指标分析,验证了相比于概率数据互联滤波算法(PDAF)算法,目标RCS特征辅助的跟踪算法可以有效提高昆虫目标的跟踪精度。      

低轨双星无源探测系统对运动辐射源的快速检测算法

针对时频差体制的低轨圆轨道双星无源探测系统不能对运动辐射源进行定位和辐射源是否运动进行判别问题,提出了一种通过单次观测实现运动辐射源定位与运动性判别的快速算法。该算法利用信号到达角与信号达到时差联合定位结果,结合信号到达频差对平行于大地水准面的匀速运动目标进行运动性检测,使系统在观测量存在误差条件下仍能有效进行目标运动性判别。将其应用到低轨双星无源探测系统中,仿真结果表明算法对速度大于60 m/s以上的辐射源具备优于95%的正确检测概率。     

测时差定位系统定位精度分析与最优布站

给出了测时差定位系统具体的定位公式 ,并对二维目标定位问题进行精度分析、推导 ,并提出最优布站原则。对三维定位问题提出了最优布站的倒“T”形布站 ,并与倒“Y”形布站进行精度比较 ,给出最优布站原则