基于方位测量和速度估计的目标定位跟踪

针对固定单站平台,提出一种基于方位测量和速度估计的固定单站对运动目标定位及跟踪的模型算法。该模型算法利用多次的方位测量和对目标速度的估计来解算运动目标的位置航迹,再利用交互多模型滤波技术对目标航迹进行滤波跟踪和预测。仿真实验中利用卫星工具包 (STK)建模工具构建了典型场景,并分析了目标航迹的定位精确度及跟踪效果,对于位置固定的电子侦察系统和无源探测系统具有较为广泛的工程应用价值。     

机载红外搜索跟踪系统被动定位滤波算法研究

首先用扩展卡尔曼滤波算法构建了机载红外搜索跟踪系统被动定位滤波模型．然后针对该滤波算法要求先验的噪声统计及存在系统观测模型线性化误差影响滤波精度的特点．利用虚拟噪声技术，提出了适合于红外搜索跟踪系统被动定位的自适应扩展卡尔曼滤波算法。该算法实时地估计了虚拟噪声的统计特性，减小了线性化误差，提高了非线性滤波的精度。仿真结果表明，在完全相同的初始条件下，自适应扩展卡尔曼滤波对目标距离和速度的估计结果明显优于扩展卡尔曼滤波，此算法具有很高的工程应用价值。     

多模型粒子滤波在机动目标跟踪中的应用

针对在非线性机动目标跟踪中存在的滤波器易发散,跟踪误差大等问题,在双机协同跟踪的基础上,提出了利用交互式多模型粒子滤波(IMMPF)对空中机动目标进行跟踪的算法。该算法将粒子滤波和交互多模型有效结合,基本解决了非线性机动目标跟踪中存在的问题。通过仿真表明,与扩展卡尔曼滤波(EKF)和交互式模型扩展卡尔曼滤波(IMMEKF)相比,IMMPF能够降低跟踪误差,提高收敛速度,且有很强的鲁棒性。     

基于UKF算法的双机协同无源跟踪

针对单机对目标被动定位跟踪不具有完全可观测性,建立了双机协同探测定位跟踪模型,利用双机探测到的目标方位角和俯仰角,结合非线性滤波算法估计出目标的位置和速度参数。为解决传统的非线性滤波误差比较大、容易发散的问题,引入无迹卡尔曼滤波(UKF)算法。仿真实验表明,与扩展卡尔曼滤波相比较,UKF能更好地解决量测方程的非线性问题,滤波效果更好。     

基于相位差变化率的单站目标定位研究

单站目标定位是电子侦察中的一项重要任务。针对实际工程特点,提出了一种鲁棒的运动单站相位差变化率目标定位算法。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仿真软件生成单站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。     

基于交互多模型的机动目标定位滤波方法

针对无源雷达如何快速准确地对机动目标进行定位的问题,提出一种基于交互多模型的机动目标定位滤波方法。首先给出几种常见的运动模型,并介绍交互多模型算法的基本原理,然后围绕交互多模型算法在机动目标定位中的具体应用,对算法做进一步推导,最后利用MATLAB对所提方法进行仿真验证,仿真结果证明了该方法的有效性。     

杂波环境下被动多传感器机动目标跟踪新算法

针对杂波环境被动传感器机动目标跟踪问题,该文研究了一种基于粒子滤波的被动多传感器机动目标跟踪新算法。 在该算法中,首先推导了杂波环境下粒子滤波的似然函数表达式。其次将粒子滤波与交互多模型(IMM)相结合,用IMM方法实现模型的切换,以适应目标的机动变化。用粒子滤波实现对观测方程的非线性处理。最后,建立了被动多传感器的非线性观测模型,避免了目标的不可观测性,并且算法还能够处理非高斯噪声情况。仿真实验结果表明,提出的算法能够有效地对被动机动目标跟踪,且性能优于交互多模型概率数据关联滤波器(IMM-PDAF)。     

基于改进扩展卡尔曼滤波算法的空中目标跟踪

采用扩展卡尔曼滤波方法建立了雷达跟踪模型,对空中目标航迹进行滤波,为了减少雷达量测噪声的不稳定变化对系统跟踪性能的影响,对扩展卡尔曼滤波算法进行了改进,利用新息方差的计算来调整卡尔曼滤波器的增益。仿真结果表明,采用改进扩展卡尔曼滤波算法后,在雷达量测噪声发生大幅变化的情况下,经过滤波后的位置和速度误差仍然趋于稳定。表明该方法具有很好的滤波性能及跟踪精度,并可以提高空中目标航迹预测的精确性。     

基于IMM-SCKF-STF的机动目标跟踪算法

在处理非线性机动目标跟踪问题时,传统的非线性滤波估计算法跟踪误差大且容易引起滤波发散.针对上述问题,研究将强跟踪平方根容积卡尔曼滤波(SCKF-STF)和交互多模型(IMM)算法相结合,提出一种新型的交互多模型强跟踪平方根容积卡尔曼滤波(IMM-SCKF-STF)跟踪算法.该算法在SCKF基础上引入强跟踪渐消因子,使其不仅拥有应对机动目标状态突变的强跟踪能力,同时还具备交互多模型算法的优良机动目标跟踪性能.因此,新算法在机动目标跟踪方面将获得更高的非线性滤波估计精度,且算法的稳定性和应对状态突变的跟踪鲁棒性能获得显著提高.最后,通过两个仿真例子验证了此算法的有效性与优越性.     

基于PCA改进的粒子滤波算法研究

本文首先对几种经典的航迹滤波算法进行说明,包括扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法,并针对无迹卡尔曼滤波算法以及卡尔曼滤波算法要求系统是近似高斯后验分布模型,对系统要求较高,以及粒子滤波算法实验过程中出现的粒子退化的问题提出一种改进的粒子滤波算法,并设置仿真实验,通过对比实验验证改进的算法的可行性.     

基于CI的雷达与通信侦察航迹融合算法研究

针对异类被动传感器中的定位跟踪问题,提出了一种基于协方差交集（CI）的雷达与通信侦察航迹融合算法。将雷达侦察设备和通信侦察设备侦收到的信息分别通过扩展卡尔曼滤波（EKF）算法得到目标的航迹,再通过CI算法将两条航迹进行融合。仿真实验结果表明,融合后的航迹具有更高的准确度。     

固定单站被动目标跟踪算法性能分析

被动目标跟踪滤波算法是无源定位的关键技术之一。分析了扩展卡尔曼滤波及其衍生算法和无迹卡尔曼滤波算法的性能,并将这些算法应用于利用空频域信息的定位方法中。计算机仿真验证了这些算法的性能。     

卡尔曼滤波在被动目标跟踪系统中的应用

针对卡尔曼滤波方法在双观测站被动目标跟踪系统中的应用进行了研究。建立了双观测站被动跟踪系统的非线性滤波模型,通过扩展卡尔曼滤波方法在该非线性模型下的具体实现步骤。分析了目标通过不同角度向观测站袭来时,卡尔曼滤波算法对目标参数估计的精度,验证了扩展卡尔曼滤波方法在被动目标跟踪中的有效性。仿真结果表明,目标参数估计的精度与观测的目标方位角变化率有关,变化率越大,估计误差越小。     

机动目标无源跟踪IMM-MKF算法

为提高运动多站对机动目标的无源跟踪性能,提出了一种新的基于交互式多模型-边缘化卡尔曼滤波(IMM-MKF)的机动目标跟踪算法。该算法将交互式多模型(IMM)结构和边缘化卡尔曼滤波(MKF)结合,利用MKF算法对每个模型进行滤波,对滤波结果进行交互作用来得到跟踪结果。以只测角机动目标跟踪为例对所提算法进行仿真分析,仿真结果表明,相对于采用扩展卡尔曼滤波(EKF)、不敏卡尔曼滤波(UKF)及容积卡尔曼滤波(CKF)算法的典型交互式多模型算法,所提算法具有更好的跟踪性能。     

水下目标的多速率交互多模型跟踪算法

为解决水下机动目标精密跟踪定位的实时性和可靠性问题,根据水下目标运动速度慢、机动性能弱的特点,该文利用小波变换技术实现了模式空间与测量空间的混合滤波,建立了水下机动目标多速率交互多模型跟踪定位算法,给出了多速率常速度和常加速度多模型滤波算法的统一表示形式。仿真试验的结果表明水下目标的多速率交互多模型跟踪算法具有较低的计算复杂度,能够改善水下目标跟踪的可靠性和实时性。     

交互式多模型在警戒类雷达跟踪中的应用研究

用CV模型、CA模型、Singer模型以及"当前"统计模型两两交互的多模型算法来处理某警戒雷达的两条航迹,并且把其仿真得出的一系列结果与目前常用的处理航迹滤波的Kalman(Singer模型)算法进行比较。研究了对不同的飞行轨迹选择什么样的模型组合可以最大提高滤波的精度,讨论了模型的优选问题。     

水下目标的多速率交互多模型跟踪算法

为解决水下机动目标精密跟踪定位的实时性和可靠性问题,根据水下目标运动速度慢、机动性能弱的特点,该文利用小波变换技术实现了模式空间与测量空间的混合滤波,建立了水下机动目标多速率交互多模型跟踪定位算法,给出了多速率常速度和常加速度多模型滤波算法的统一表示形式。仿真试验的结果表明水下目标的多速率交互多模型跟踪算法具有较低的计算复杂度,能够改善水下目标跟踪的可靠性和实时性。     

改进的交互式多模型粒子滤波跟踪算法

通常的交互多模型卡尔曼滤波(IMMKF)或交互多模型扩展卡尔曼滤波(IMMEKF)对于非高斯问题无能为力;对于非线性问题,其性能不及交互多模型粒子滤波算法(IMMPF)。粒子滤波能够处理非线性/非高斯问题,其与交互式多模型结合用来获得更好的跟踪性能。然而,粒子滤波的主要问题是巨大的计算量,由于粒子滤波通常采用大量的粒子数目,将带来很大的计算负荷。该文提出了一种改进的交互多模型粒子滤波算法,其利用多模型综合使用了卡尔曼滤波和粒子滤波,与常规交互式多模型粒子滤波(IMMPF)相比,大大改善了计算效率。对于非线性/非高斯问题,其性能与IMMPF相当;对于线性问题,其性能与IMMEKF相当,并优于IMMPF的性能。     

卡尔曼滤波在目标跟踪中的研究与应用

卡尔曼滤波算法是现阶段雷达信号处理中最常用的跟踪算法,结合雷达跟踪的空中目标的实际情况,针对目标运动模型中的线性运动和非线性运动模型,分别设计了两种模型,并利用马尔可夫状态转移矩阵实现交互多模算法。最后对交互多模型卡尔曼滤波算法进行了Matlab仿真及结果分析。     

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。