二维单站纯方位运动目标跟踪的可观测性

利用量测目标方位序列求解目标运动参数的纯方位跟踪（BOT)系统会发生解的不惟一的问题,即不可观测性。针对ニ维空间单目标和单平台（观测器）情形,利用向量变换以及线性矩阵方程解的性质,对BOT的可观测性问题进行了讨论;给出了当目标匀加速直线运动下,观测器保持匀加速直线运动时BOT系统不存在惟一解的命题;同时给出当量测方位序列和采样时间满足一定的条件,系统可以求出目标某些运动参数比值的算法。进ー步将结论推广到观测器和目标都作任意阶次时间序列机动的一般场合,推导出当观测器机动阶次不超过目标机动阶次下,系统不可观测的重要结论;向量法以及得出的结论为进ー步分析观测器的机动策略具有重要的指导意义。     

纯方位三维运动目标跟踪的不可观测性问题

针对三维空间作匀速直线运动和匀加速直线运动的目标和观测器,利用适当的数学变换以及线性矩阵方程解的性质,对纯方位系统跟踪的不可观测性问题进行了讨论.当目标在匀速直线运动或匀加速直线运动下,观测器保持匀速直线运动时纯方位跟踪系统解不惟一,目标和观测器都作匀加速直线运动时纯方位跟踪系统仍不能求惟一解,该结论对进一步分析观测器的机动策略具有指导意义.     

基于可重构计算的纯方位目标要素解算方法

目标运动要素解算所使用的数据处理技术的性能直接关系到潜艇作战系统的反应时间。目前,对目标运动要素解算问题的研究多集中在改进或使用性能更优越的估计算法。本文在现有算法基础上,利用可重构计算技术作为目标运动要素解算模块的加速器,分析纯方位平差算法的输入数据流,通过脉动阵列简化标量运算,充分利用并行流水线机制,最终实现了纯方位平差法的可重构计算。试验结果证明了使用可重构计算能够提高算法的解算速度。     

纯方位目标运动分析数学模型

对传统的纯方位目标运动分析数学模型进行了细致的研究，发现其解算效果差的症结．提出了若干解决办法，并经模拟计算和实验验证。     

目标纯方位定位方法研究现状分析

纯方位定位方法因其测量实现较为简单,在低成本定位系统应用方面前景广阔。针对动态目标定位这一研究热点,从方位测量方法、动态目标运动模型、滤波估计算法方面对近年文献的研究现状进行了总结,并阐述了相关原理。方位测量方面,重点分析了光学测量和无线电测量;动态目标模型方面,在运动模型建模的基础上讨论了多模型算法;滤波估计算法方面,针对测量模型的非线性、噪声特性不准确、非高斯白噪声、测量值异常四个问题,阐述了目前的研究成果。最后探讨了纯方位定位的发展趋势。     

伪线性滤波在导弹纯方位跟踪中的应用

介绍伪线性卡尔曼滤波方法在导弹对目标进行纯方位跟踪中的应用,通过仿真证明了该方法在导弹对目标纯方位跟踪中的可行性;在对目标的纯方位跟踪时,导弹的机动轨迹是否最佳(或接近最佳)是很重要的,所以还对多种机动轨迹进行了分析,得出了导弹最佳机动的一般规则。     

潜艇纯方位跟踪的机动优控模型

运用Ｃｒａｍｅｒ－Ｒａｏ下界，定性分析潜艇机动策略在纯方位跟踪中对目标参数估计器性能的影响，并通过计算机仿真模拟和统计分析，提出了潜艇机动优控模型。     

纯方位运动目标的跟踪估计算法

针对纯方位运动目标分析问题，建立了带乘性噪声的状态空间模型，推导出了在线性最小方差意义下的目标状态最优递推估计算法，并通过算法的误差分析讨论了模型的各种随机干扰的统计参数及估计算法初值的选取。     

粒子滤波器的优化及在纯方位跟踪中的应用

为了克服粒子滤波在应用中由于建议分布函数选择不合理导致粒子数减少进而使其状态量失去多样性的问题,提出了改进建议分布的混合粒子滤波方法(UKPF)。首先,在粒子滤波的基础上融合进扩展卡尔曼滤波及无迹卡尔曼滤波;然后,融合后的新算法在计算建议概率密度分布时,粒子的产生充分考虑当前时刻的量测,利用所提混合算法来加入最新的观测量并产生粒子滤波的建议分布;最后,使得粒子的分布更加接近状态的后验概率密度,最大化地实现其滤波性能。仿真结果表明:对于纯方位跟踪问题,所提算法不仅解决了EKF的线性化损失问题及UKF在解决一般非高斯问题中建模的困难,而且与PF等粒子滤波器相比,具有更高的跟踪精度。     

基于可观测性分析的混合式惯性导航系统连续自标定模型选择

针对混合式惯性导航系统连续自标定的系统模型选择问题,从模型中惯性仪表安装误差的可观测性出发,分析了不同模型的可观测性和适用条件。根据不同动力学方程和观测方程构建了3种不同的混合式惯性导航系统连续自标定模型,从可观测性定义出发分析了惯性仪表安装误差与系统观测量之间的关系,以判断系统是否可观测。分析结果表明,选择失准角方程作为动力学方程、加速度计输出作为观测方程和选择框架角方程作为动力学方程、加速度计和平台框架角传感器输出作为观测方程时,系统模型是可观测的。对3种系统模型进行了仿真和试验分析,验证了理论分析结果的正确性。     

方位-多普勒频率合成TMA的可测性分析

应用了非线性系统可测性理论对方位频率TMA的可测性进行了分析.结果表明,三维情况下在方位角和高低角的变化率满足不全为零条件时,载机不必做机动就可以实现可测.     

基于条件数的多自主水下航行器协同定位系统可观测度分析

针对基于移动长基线的多自主水下航行器（MAUV）协同定位系统,建立了MAUV的2D运动学模型与距离量测方程。利用基于Lie导数的非线性系统可观测性理论,得到协同定位系统可观测矩阵及MAUV编队的不可观测航行路径。利用奇异值分解（SVD）理论获得系统可观测矩阵的条件数,建立了协同定位系统可观测度的评价函数,并在不同MAUV航行队形对系统可观测度进行仿真分析。结果表明,系统可观测度随着MAUV航行队形的不同而变化,从而为通过变换队形来提高协同定位性能提供了有效的参考依据。     

捷联惯导系统动基座初始对准中的可观测性分析

用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行分析.定性地得出了载体的各种机动特性对捷联系统对准过程可观测性的影响结果.采用卡尔曼滤波法, 对平台误差角进行了估计, 给出了仿真曲线.结果表明, 动基座对准过程中, 载体的线运动和角运动在一定条件下能提高系统的可观测性, 从而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度.这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础.     

基于视线角速度的增强目标可观性研究

在只有视线角速度信息的情况下,为了寻找即保证目标可观又保证命中精度的弹道,通过分析弹目相对运动系统状态方程的可观性矩阵的迹,理论推导了影响目标可观性的因素.运用根据变结构理论设计的新型非线性制导律进行了仿真,结果表明命中精度良好,可观性矩阵的迹是弹目速度夹角的增函数、弹目相对速度绝对值的增函数、剩余飞行时间的增函数和弹...     

基于条件数理论的高维组合导航系统可观测性分析

为了更好地完善惯导系统误差补偿和抑制技术,对SINS/GPS组合导航系统进行可观测性分析,从而对系统误差进行补偿,提高导航精度。利用分段线性定常理论得到系统的提取可观测性矩阵,再计算该矩阵的条件数,根据条件数分析在不同量测及不同机动方式下系统的可观测性。针对SINS/GPS组合导航系统,建立高维数学模型,设置复杂运动轨迹,比较不同量测下误差源的可观测性。仿真结果表明:与机动方式的激励作用相比,增加量测能更有效地提高系统的可观测性。     

惯性/星光制导误差分离的可观测度研究

基于捷联惯性测量组合和星敏感器的“惯性+星光”复合导航方式综合了两种导航方式的优点,可以实现组合导航的高动态和高精度。研究了惯性/星光组合制导捷联安装的系统误差模型及其可观测度分析方法,计算了在不同位置进行误差分离的系统状态可观测度,并通过数学仿真证明了该分析方法的有效性,可应用于惯性/星光制导方案在线分离惯性失准角和安装误差角的方案快速论证。     

典型弹道下的火箭弹MEMS-INS/GNSS组合导航姿态误差可观性分析

以炮射火箭弹的MEMS-INS/GNSS组合导航系统为研究对象,在奇异值法分析系统可观性的基础上,提出了系统状态的等效奇异值概念,作为系统状态可观性的度量标准。在此基础上,重点分析了火箭弹在无控、俯仰机动以及偏航机动3种弹道条件下的姿态角误差的等效奇异值(可观性)的变化规律,并据此得出：滚转角误差在弹体机动时可观性较好;当弹体所在垂面存在较大的加速度时,俯仰角误差可观性较好;方位角误差在弹体水平加速度较大时可观性较好。通过仿真,验证了可观性分析结果的正确性。