干扰条件下的组网雷达目标跟踪研究

从雷达获取量测信息的特点入手,提出了组网雷达在压制式干扰下利用残留信息的技术和在欺骗式干扰下的假目标剔除技术,运用UPF滤波算法,在干扰条件下对目标进行跟踪.该跟踪技术使得组网雷达可以有效、精确地跟踪真目标.仿真结果验证了该技术的可行性和有效性.     

集中式BLUE滤波器在组网雷达中的应用

为解决组网雷达对目标跟踪中的量测非线性问题,提出基于最佳线性无偏估计器(BLUE)准则的融合滤波方法。建立以融合中心为原点的组网雷达对目标定位的量测方程,推导出极坐标系与球坐标系下跟踪目标的BLUE滤波模型。理论分析表明,集中式BLUE滤波架构在估计单个雷达量测转换误差统计特性的同时,还估计出雷达间量测转换误差的统计特性。因此,跟踪精度和置信度较分布式BLUE滤波方法有显著提高,计算量较其他算法也有明显优势。不同场景下的仿真分析证明:该方法在不同状态噪声水平下的表现优异,是一种很有竞争力的跟踪算法。     

基于雷达组网的低可观测目标跟踪技术研究

本文利用距离多假目标欺骗干扰下虚假目标检测概率高、与真实目标角度量测相近的特点,提出了基于雷达组网的低可观测目标跟踪方法。根据角度量测信息完成各雷达量测集的划分与融合,对各雷达量测划分进行同源假设检验,利用虚假目标所暴露的真实目标的角度信息,构造低可观测目标的量测输入,对漏检目标进行"补位",提高低可观测目标跟踪的稳定性。仿真结果证明了该技术的可行性和有效性。     

基于量测转换IMM的多普勒雷达机动目标跟踪

多普勒雷达目标跟踪中,如何有效解决系统量测与目标状态之间的非线性并实现机动目标跟踪,是亟待解决的问题.本文提出一种基于量测转换交互多模型（Interactive Multiple Model,IMM）的目标跟踪算法,其以IMM为框架,并结合静态融合滤波器处理多普勒量测的结构,解决多普勒雷达机动目标跟踪问题.仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

基于去相关无偏量测转换的机动目标跟踪

针对雷达非线性量测信息下的机动目标跟踪问题,提出了一种基于去相关无偏量测转换的跟踪算法。该算法以交互多模型算法为基础,利用多个并行的滤波模型覆盖目标可能的运动模式,其中各个子滤波器均采用去相关无偏量测转换方法解决系统量测与目标运动状态之间的非线性问题。该量测转换方法同时也克服了量测转换固有的缺陷。蒙特卡罗仿真结果表明,相对于传统的量测处理算法,采用基于去相关无偏量测转换的跟踪算法能获得更高的目标跟踪精度。     

一种组网雷达波束资源优化分配模型

针对空面目标组网雷达协同调度的资源优化分配问题,通过分析不同目标的重要性、RCS和跟踪质量对调度资源的差异化需求,以组网系统探测效益为优化目标,构造了一种基于波位调度的动态规划模型。利用改进的拍卖算法对该模型求解各雷达最优的波位分配,在满足不同类型目标对跟踪资源需求的同时,降低了组网系统总体波束资源的消耗。该方法解决了多雷达目标调度中资源分配和冲突消解的协同问题,降低了计算量,提高了时间和能量两种资源的合理分配和有效利用率,实现了组网系统高效的波束资源管理。通过仿真验证,证明了所提模型的正确性和算法的有效性。     

基于容积卡尔曼滤波的异质多传感器融合算法

针对机动目标跟踪系统建模中的非线性问题,提出一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)的雷达与红外传感器融合算法。考虑到被估计系统对目标跟踪算法实时性与精度的要求,在容积滤波框架下构建了集中式量测融合(CMF)和分布式状态融合(DSF)两种结构形式。CMF结构采用最优加权方法,首先对雷达和红外两种异类传感器的方位角度量测信息进行融合,并将其与融合后的雷达径向距量测构建新的量测数据,进而通过CKF算法对机动目标进行跟踪。DSF结构则首先对雷达量测中径向距信息进行加权融合,并将融合结果作为红外传感器的虚拟径向距量测,以实现红外量测的扩维处理,进而对每组量测数据应用CKF进行分布式并行加权融合,获得目标运动状态的最终估计。仿真场景中,对两种融合方法的性能进行比较,理论分析与仿真实验验证了算法的可行性与有效性。     

一种高数据率雷达跟踪慢速目标的数据互联算法

杂波环境下, 现有的最近邻数据互联算法在高采样率雷达跟踪慢速目标时, 由于量测误差远远大于目标实际运动的距离, 量测值往往难以落入预测波门之内, 从而造成数据互联失败。针对这一问题, 提出了一种自适应距离最近邻数据互联算法。该算法用状态估计向量中的位置信息计算与下一时刻量测值的实际距离来代替预测中心与量测值的统计距离, 降低了预测中心不确定性造成的漏互联概率, 从而提高了跟踪精度。实际距离波门的大小与雷达和目标距离、雷达测距精度、雷达测角精度有关, 并且随着时间实时变化。通过在地心坐标系下的跟踪滤波仿真证明, 该算法能够有效地实现高数据率雷达对慢速目标的跟踪, 且跟踪精度较高, 具有一定的工程实用价值。     

一种基于预测值量测转换的卡尔曼滤波跟踪算法

在雷达目标跟踪中,系统量测信息通常在球坐标系下获得。为了采用经典卡尔曼滤波算法实现有效目标跟踪,通常采用量测转换方法将非线性量测信息转换到直角坐标系中。针对传统量测转换方法基于量测值计算转换误差统计特性而导致的估计结果有偏问题,提出了一种基于预测值的量测转换方法,并将其与卡尔曼滤波算法相结合,获得了一种基于预测值量测转换的卡尔曼滤波跟踪算法。仿真结果表明,与现有的基于量测转换的卡尔曼滤波算法相比,该算法能在不提高运算量的情况下有效改善目标跟踪效果,跟踪精度提升约20%。     

三维数据关联情况下外辐射源雷达多目标跟踪研究

不同于传统多目标跟踪,除了量测-目标数据关联模糊问题外,外辐射源雷达跟踪系统新增了量测-发射机数据关联模糊问题。针对此问题,该文通过引入一个新的关联变量来表示量测和发射机之间的数据关联关系,提出了目标-量测-发射机3维数据关联改进概率多假设跟踪(PMHT)算法。该算法利用期望极大化(EM)算法的独立性假设条件得到最大后验概率意义下的最优跟踪。为了增加目标-量测-发射机之间数据关联的准确性,提高多目标与量测后验关联概率的精确度,将量测信息设定为均值相同协方差不同的混合高斯分布。针对距离-多普勒量测的非线性性,利用无味卡尔曼平滑(UKS)算法进行多目标状态估计。仿真结果表明,对于FKIE外辐射源雷达数据集(杂波密度很高),所提算法的目标与航迹关联成功率高,抗杂波性能强,证明了算法的有效性。     

地球单基ISAR对月球成像信号参数设计与仿真

利用地基逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)对月球进行观测和成像处理,可获得月球正面的地形地貌等特征。本文首先构建了用于逆合成孔径雷达成像的地面单基雷达对月球观测的等效转台模型,分析了月球表面等效散射中心与雷达径向距离的变化特性。然后,给出了单基雷达脉冲重复频率、脉冲宽度、工作频段、带宽和采样频率等信号参数的设计准则,并建立了单基雷达对月球观测的ISAR回波模型与成像处理流程。最后,通过仿真实验验证了本文理论分析和成像算法的有效性。     

用于训练模拟器的雷达真实目标航迹提取算法

针对利用雷达虚拟目标进行搜索跟踪训练的缺陷,设计了一种雷达真实目标航迹提取算法。该算法应用于某雷达装备的模拟训练系统中,可充分利用装备录取的试验飞行数据,在后期进行装备操作手搜索跟踪目标的训练。     

单发多收模式下无源雷达成像研究

首先分析了无源雷达成像系统的目标回波形式,得到了目标散射分布函数和雷达接收信号之间的傅里叶变换对关系;对单个外辐射源的情况,提出了利用部署多个接收站等效合成大的孔径对目标进行成像的方法.由于采集的数据非均匀分布且数据量很少,本文采用极坐标格式对数据进行处理,充分利用了原始精确数据,有效提高了成像质量.理论推导和计算机仿真结果说明该方法是可行的.     

雷达网反隐身优化部署决策模型及算法研究

隐身目标的RCS在空域、频域及极化域等方面均呈现出不一致特性。利用隐身目标的低隐身效果的“空域窗口”优化多部雷达布站，是一项具有现实意义的课题。基于对隐身飞机RCS与雷达波入射角关系的具体分析，提出了雷达网消盲指数的概念和定量表达式，建立了一种小型雷达群的空域反隐身优化部署决策模型，并对具体的优化部署算法进行了研究。利用典型雷达装备进行的仿真试验验证了其有效性。     

一种双基高频地波雷达加权融合选频方法

T／R-R双基高频地波雷达相距较远及波束指向不同使得工作环境有较大差异,传统的选频方法很难使双基地雷达同时处在最佳工作状态,这严重影响雷达探测性能及目标检测。基于上述问题,采用基于卡尔曼滤波的加权融合算法将T／R-R双基高频地波雷达的电磁环境频谱信息进行融合,通过平均功率和方差联合最小的选频准则选出工作频段,并根据目标最大信噪比准则进行评估,从而寻找效果最好的工作频率;此外利用频谱预测方法来保证雷达能实时适应外部电磁环境变化,以此来提高雷达适应恶劣电磁环境的能力。     

机载JTIDS辐射源的时延估计方法研究

机载联合战术信息分布系统(JTIDS)辐射源,相对于长基线多站时差定位雷达的不同站而言,具有不同时延和多普勒频率,多普勒的变化引起时延估计存在盲区。文中引入雷达信号分析中的模糊函数,对JTIDS信号进行联合时延多普勒估计。通过对模糊函数图的二维峰值检测,修正多普勒,获得了对时延的准确估计。并给出了一种基于符号运算的联合时延多普勒估计算法,该算法与原算法的组合使用,简单易实现,同时满足时延估计的要求。计算机仿真证明了该算法的有效性。     

多站被动雷达系统的多目标测量数据关联

本文提出了观测量集相关、观测量集不相关的概念,基于此概念从理论上概括分析了多站被动雷达系统的多目标测量数据关联问题,并针对测时差被动雷达系统进行了分析,提出了三时差关联算法和四时差关联算法,并进行仿真证明了其正确性.     

一种基于分布式穿墙雷达的复杂条件下人体目标检测方法

超宽带雷达由于具有距离分辨率高、穿透性强等特点,被广泛应用于废墟下的人体救援.然而,在复杂的环境条件下,依靠单台雷达对被困人员进行检测是一个巨大的挑战.该文基于分布式穿墙雷达系统,提出一种低信噪比条件下的人体目标自动检测方法.首先,两台超宽带脉冲雷达分时交替进行工作,从而避免探测时的互相干扰;然后对两台雷达的回波数据进...     

用于不等样本的ESM与雷达多门限相关判决方法

为了能最充分地利用雷达和ESM传感器提供的信息，本文研究了在不等样本情况下的ESM与雷达航迹相关问题。首先，基于模糊综合函数给出了一种简易、有效的相关判别函数，并采用了多门限决策方式；然后，在假定观测误差服从零均值高斯分布情况下，结合统计理论研究了各门限的设置，并对算法进行了仿真；最后，简要讨论了在测量误差非零均值时的处理方法及其属性信息在雷达和ESM相关中的应用。     

高频地波雷达系统优化控制的研究与建模

现代电子工业技术的发展使高频地波雷达的功能不断扩增,导致雷达系统控制十分复杂。因此,需要通过系统的性能评估、优化及智能控制使之能够在各种情况下发挥其最大效能。依据高频地波雷达的特点和探测目标类型进行系统建模仿真。考虑不同模糊控制方法在高频地波雷达系统中的可行性,将遗传算法和粒子群优化算法等方法与模糊控制结合实现对雷达系统的优化控制。通过对雷达信号频率、功率和相参积累时间的模糊控制达到期望的工作性能。利用 Matlab设计 GUI控制界面。