激光雷达高精度跟踪运动目标的方法研究

本文论述了卡尔曼滤波估值理论在激光雷达跟踪系统中的应用方法,首先建立目标和激光雷达测量值的数学模型;然后讨论了跟踪数学模型线性变换方法以及对滤波器精度的影响,在此基础上,提出了激光雷达跟踪运动目标时高精度的跟踪方法。     

摄动条件下空间目标天基光学跟踪方法研究

该文针对摄动条件下的空间目标天基光学监视跟踪问题,引入UT变换和混合坐标系,在直角坐标空间内采用UT变换完成目标运动状态预测和预测协方差计算并考虑摄动因素影响,在修正球坐标空间内实现状态滤波更新,提出混合坐标SPKF跟踪方法,可避免EKF线性截断误差影响并增强跟踪滤波稳定性。仿真结果表明,在密集采样和稀疏测量条件下该方法在收敛性和稳健性上均具有优势。     

基于多模型交互的红外目标跟踪方法研究

针对非线性运动的红外弱小目标跟踪问题,设计了一种基于交互式多模型性的跟踪方法。首先,引入多个运动模型,然后利用无迹卡尔曼滤波计算每个模型的滤波器状态估计,最后按照一定的概率加权得到总的状态估计值。使用数学仿真和物理实验对该方法进行了去噪和预测的功能验证,实验结果及相应理论分析表明该系统可有效的实现复杂背景下的红外弱小目标跟踪。     

空间目标的ISAR跟踪

在对空间目标进行ISAR成像过程中,要求对目标进行精确跟踪.本文提出一种对空间远距离ISAR目标进行精密跟踪的方法,从而实现了采用宽带信号对目标进行同时跟踪与成像.结果表明,采用该方法能提高数据率,跟踪精度也达到了成像的要求.     

基于大地坐标的对空超视距目标跟踪研究

在超视距目标跟踪中,由于地球曲率的影响,基于直角坐标建立目标的状态方程和观测方程不再合适。针对这一问题,建立了基于大地坐标的目标状态方程和观测方程,并将Unscented卡尔曼滤波方法(UKF)运用到大地坐标系下的对空目标跟踪中。通过仿真试验,验证了该方法的可行性。     

混合坐标系下空间目标天基光学跟踪方法研究

在对天基光学监视跟踪特点进行分析基础上,利用直角坐标系和修正极坐标系分别在状态外推和线性测量更新方面具有的优势,采用混合坐标系下的扩展卡尔曼滤波方法实现对空间目标的三维被动跟踪,并给出相应初始化方法.仿真结果表明该方法与直角坐标系跟踪滤波具有一致的收敛趋势,并在收敛速度和稳健性上更有优势.     

基于空间分集的MIMO雷达目标跟踪算法研究

针对基于空间分集的多输入多输出(MIMO)雷达多发多收的特殊结构,建立了基于逆协方差形式扩展卡尔曼滤波算法的MIMO雷达目标跟踪滤波模型,分析了影响算法滤波精度的4个因素,分别为信噪比、信号带宽、天线数以及天线与目标间的位置关系。通过使目标位置状态估计均方误差最小,在特定天线数条件下利用数值方法得到了使滤波精度达到最优的天线放置形式。仿真实验给出了不同信噪比、信号带宽、天线数以及天线与目标间不同位置关系时的MIMO雷达跟踪性能。     

无迹卡尔曼滤波算法在目标跟踪中的研究

无迹卡尔曼滤波(UKF)是重要的非线性滤波方法。无迹卡尔曼滤波方法是通过一组代表着均值和方差分布的采样点来对非线性系统进行非线性计算,在不对非线性方程线性近似的条件下,达到线性卡尔曼滤波器的滤波性能。文中在机动目标选定运动模型和滤波算法的基础上,对机动目标的运动作了仿真实验。从仿真分析中可以看出,无迹卡尔曼滤波在跟踪方面有很高的精度,与传统的扩展卡尔曼滤波算法相比较,无迹卡尔曼滤波算法有较小的跟踪误差。     

单站两坐标雷达空间目标跟踪新算法研究

在以常规卡尔曼滤波器为基础的各种跟踪算法中，要求精确的模型和噪声统计，但在实际问题中，大多数情况上述要求不能满足。本文给出了考虑初始条件不精确性的改进型卡尔曼滤波算法，并在引入速度量测信息的基础上，运用该滤波方法进行空间目标二维定位。蒙特卡洛仿真表明该方法降低了对模型精度的要求，在工程上是可行的。     

基于霍夫-无迹卡尔曼滤波的目标检测与跟踪

采用霍夫变换法对雷达目标进行起始,解决了机动目标的非线性强的问题,得到精确的航迹起始初值信息,并将初值信息作为无迹卡尔曼滤波目标跟踪的初始输入,实现对机动目标的跟踪。较其它的算法,霍夫-无迹卡尔曼滤波具有更高的精度。实验仿真,证明了其有效性。     

大存储空间高精度数字中频面目标模拟器设计

在雷达系统研制过程中,回波信号模拟器是不可缺少的设备。它可以灵活地产生雷达在各种工作状态下的回波信号,有助于雷达的实验室调试,降低试验成本。文中介绍的面目标模拟器基于波形存储直读的DDWS(直接数字波形合成)法实现;以大容量Flash存储器作为波形数据的存储介质,具有较大的数据存储空间;以XC2V500型FPGA(现场可编程门阵列)作为系统核心控制单元,完成系统的功能控制、数据存储控制、高精度延时计算等关键任务,输出延时计算最大绝对误差±3 ns。采用Hamming加权后脉冲压缩峰值旁瓣比大于35 dB。     

车载高精度陀螺稳定跟踪系统

讨论了车载平台高精度光电跟踪系统问题,进行了系统结构设计,平台采用T型结构,并通过整体减振的方式隔离载体的高频振动。进行了控制系统设计,利用陀螺稳定装置实现平台的粗级稳定,高频快速反射镜实现平台的精级稳定,通过这种粗精结合的二级稳定平台来提高平台的稳定精度。进行了模拟仿真试验,通过摇摆台来模拟车载环境试验进行系统测试。...     

基于多目标跟踪的空间锥体目标微多普勒频率提取方法

该文在等效散射中心模型下,分析了光滑空间锥体目标进动和章动时回波的微多普勒频率与运动参数的关系。针对目标微多普勒频率的复杂形式,该文提出一种在时频分布(TFD)的基础上,利用多目标跟踪(MTT)技术分离空间锥体目标各等效散射中心微多普勒频率变化曲线的方法。该方法首先应用经典的短时傅里叶变换得到回波的TFD,然后将目标在TFD上的时频曲线看作机动目标的航迹,利用MTT技术跟踪TFD上的时频曲线,从而达到提取目标各等效散射中心微多普勒频率的目的。实验中利用电磁仿真数据验证了提出算法的有效性。     

针对临近空间目标跟踪的自适应AMCKF算法

临近空间飞行器具有机动特性复杂、运动轨迹多阶段性等特点,在目标跟踪的过程中,易出现由于系统模型误差较大导致跟踪精度降低、滤波发散的问题。针对该问题,在容积卡尔曼滤波的过程中加入衰减因子,通过衰减记忆的方法补偿模型误差;同时,提出了一种实时辨识容积卡尔曼滤波衰减因子的方法,达到自适应跟踪的目的。仿真结果表明:衰减记忆容积卡尔曼滤波算法能够很好地解决模型失配问题,自适应算法实时对衰减因子赋值,避免了衰减因子取值的困难,可以达到更好的跟踪效果。     

对隐身飞机目标的高精度定位方法研究

为了能对隐身飞机目标实现高精度定位,建立了基于临近空间平台的单发单收、单发双收以及单发多收定位模型,并对其定位性能进行了理论分析和仿真研究,指出对于单发双收和单发多收定位系统,若两侦察站垂直布置且距离差足够大,可获得更高的定位精度.     

船用雷达目标跟踪的新方法

本文提出一种由广义小波神经网络实现船用雷达跟踪中航迹外推的自适应新方法.由S(sigmoid)函数构造的尺度函数和小波作为网络中神经元的激励函数,隐层节点数由小波分解次数和处理信号维数决定,输出层采用局部连接方式以解决多维信号的不利影响.理论证明,广义小波神经网络的鲁棒性在一定条件下优于BP网络.仿真表明,该方法的在线处理运算量不随所跟踪的运动目标模型的复杂性而增加,并且对变加速和急转弯运动目标具有较高的跟踪精度.     

一种目标跟踪滤波的新方法

对于目标跟踪系统,当观测不确定性相对系统不确定性较大时,如果采用EKF,UKF算法,由于概率密度函数(PDF)由高斯分布近似使真实的分布结构扭曲,导致系统性能下降或发散,采用粒子滤波时,因为系统不确定性相对观测不确定性较小,所以重采样会使粒子间的独立性消失,导致系统性能下降。为了提高目标跟踪的精度,该文给出一种SMCEKF及SMCUKF滤波算法,在SMC(Sequential Monte Carlo)算法中分别引入EKF及UKF,由独立滤波器更新和传播的随机采样点和相应权重来表示状态的PDF,由于初值和滤波都是独立的,所以确保了表示PDF的随机样值的独立性,在滤波器个数较少、计算量较小的情况下使滤波性能得到提高。文中给出了理论分析和仿真实例证明算法的有效性。     

一种用于高精度跟踪型RDC的压控振荡器

基于恒压式电荷平衡压控振荡器技术,设计了一种用于高精度跟踪型RDC的VCO。结合RDC系统自身的特性,完成了时序控制电路及器件参数的详细设计,实现了一种具有高线性度(<0.25%)、压控增益外部可调等特点的VCO并完成版图设计。该VCO可推广应用于其他类似要求的专用ASIC电路中。     

高精度机载多目标跟踪模型研究

介绍和分析了机动目标运动模型的发展与现状,阐述了机动目标“当前”统计模型。经过计算机多次仿真,统计结果表明：采用“当前”统计模型的跟踪精度从距离上分别比采用常加速度模型和Singer模型提高了25％和10％;从角度上分别比采用常加速度模型和Singer模型提高了15％和7％。这表明该模型对提高机动目标跟踪精度的有效性及应用前景。