无源双基地雷达目标运动分析的可观测性

本文研究利用外辐射源的单站无源定位和跟踪技术的可观测性问题。引入相容目标轨迹的概念,分析了三维N阶运动目标在不同观测信息条件下的相容轨迹的几何分布,并证明多普勒和到达时差观测是等价观测量。     

一般仅方位目标跟踪系统可观测的必要条件

对一般的仅方位目标跟踪系统的可观测性进行了分析。这里"一般"的含义是指目标的运动假设突破了以往匀速直线运动的限制,扩展为更为一般的各种复杂运动。得出了这种条件下系统可观测的必要条件。在目标作匀速直线运动的假设下,仅方位目标跟踪的一个熟知结论是:系统可观测的必要条件是观测者必须机动。将这一结论推广到任意的目标运动条件,指出:在二维仅方位目标跟踪系统中,系统可观测的必要条件是观测者作比目标更为复杂的运动,并且独立方位数等于待定参数数。这一结论不仅有助于仅方位目标跟踪系统本质的认识,对于诸如跟踪算法开发和观察者机动策略优化等工程实践也有着十分重要的意义。     

主动段弹道估计可观测性分析

空间红外预警系统仅可获得弹道导弹主动段尾焰辐射信号方位角信息，采用极大似然估计和非线性最小二乘估计可获得目标运动状态的迭代解。预警卫星与目标距离较远，测量方程非线性，可观测性较弱。本文即从估计误差CRLB和Fisher信息矩阵条件数入手，对弹道导弹目标主动段状态估计可观测性做出理论推导和仿真分析。     

直航条件下二维运动目标纯方位系统的可观测性

为了降低目标丢失和暴露自己的可能性，需要研究观测站不进行航路机动的条件下，纯方位系统的可观测性。基于拟线性处理和最小二乘方法，在目标作匀速直线运动，单观测站作匀速直线运动，进而作匀加速直线运动的机动情形下，研究了二维纯方位系统的可观测性，得到了系统可观测性的充要条件以及系统的某些不可观测的条件。说明在直航条件下，通过观测站速度的机动变化，同样可以实现目标要素的解算。     

运动单站对运动目标的快速高精度测向定位研究

现有的单站定位算法大都是运动单站对固定目标辐射源或者固定单站对运动目标辐射源的定位,而运动单站对远距离的运动目标很难实现快速高精度的定位.针对平面直角导航坐标系下,运动单站对运动目标的高精度定位综合算法问题,分析了目标的可观测性,给出了不可观测原因,提出了基于多项式拟合的最小二乘定位算法,通过多次仿真实验发现,此算法得到的定位结果可以达到Cramer-Rao下界,说明算法是有效的.结论是侦察机在一定的机动条件下,可以实现对远距离目标的快速高精度定位.     

一种外辐射源雷达的稀疏层析成像方法

外辐射源雷达可利用第三方照射源完成静默条件下对目标的探测，具有优秀的四抗能力，在强电磁对抗环境下具有先敌发现的战场感知优势，一直是各军事强国的重要发展方向之一。外辐射源雷达成像技术可提供更为丰富的目标感知信息，具有较好的军事和民用发展前景。针对外辐射源雷达成像面临的第三方辐射源带宽窄、分辨率低等问题，利用层析成像原理构建系统模型，通过扩展目标回波的波束域空间谱提升系统分辨率，并通过稀疏恢复技术在部分角度观测信息条件下实现对目标的高分辨成像。针对目标在观测时间内非理想运动导致的相位误差，基于定点迭代方法改善成像对比度，提升了系统成像性能。理论分析及仿真实验验证了所提方法的有效性。     

运动TDMA系统目标时差定位算法

根据时分多址(TDMA)系统的同步特征,利用TDMA运动目标准周期性信号的到达时间,提出了3种在三站时差定位系统中实现目标定位的算法.采用目标运动分析的方法,对TDMA目标位置的可观测性进行分析,提出了目标运动分析时差定位算法,利用目标航迹上多个位置的时差实现目标的定位.运用目标运动分析测距算法,提出了测距与传统时差定...     

基于独立分量分析的运动目标检测算法中对通道数选择和观测向量生成方式的实验和分析

现有基于独立分量分析(ICA)的运动目标检测算法大多采用单一的观测向量生成方式和2通道数据进行检测,使得现有算法难以获得更加完整精确的目标形态.该文在传统独立分量分析算法的基础上引入4种不同的观测向量生成方式并使用更多通道数据进行实验,以此更广泛地涵盖运动目标的运动特性并为提取前景提供更多有效信息,使该算法能有效应对缓慢移动和低区分性目标.多场景下的量化实验分析表明,更多通道数据的使用以及4种观测向量生成方式的综合在合理的误检率代价下使算法达到了更高的检测正确率.     

引入测频信息对运动辐射源进行无源被动定位的研究

无源被动定位技术中的一个重要问题，是如何使定位的约束条件尽可能减少，即尽可能地提高方法的可操作性，只利用测角信息（ＤＯＡ）的定位方法，由于可观测性的要求，在（单测平台）对运动目标定位常常要观测平台作特殊的机动运动，这种约束束给实际操作带来很大不便，本文提出了一种引入测频信息对运动目标进行定位的定位方法，运用该定位法定位，观测平台的运动形式可以任意，特别有意义的是在满足某些条件情况下观测平台还可以完     

基于最大值投影和快速配准的空间小目标检测

天基观测平台下弱小目标的检测是分析空间安全的重要研究内容。由于空间中存在大量外观与目标相似的恒星导致可利用空间分布信息缺乏;观测平台的不规则性运动导致帧间成像差异,都使得开发自动快速处理算法的难度增加。在分析星空图像模型的基础上,提出了一种基于三角形匹配和最大值投影的小目标检测方法。首先通过特征三角形对序列图像进行配准,并采用星点坐标矩阵的方法减小计算量。然后针对序列帧所有图像,采用最大值投影变换的方法,检测运动的小目标。最后通过200帧观测图像对算法进行验证,实验表明该方法能实时、准确地对目标进行检测,同时可以精确地定位目标质心。     

基于方位频率TMA的可观测性分析

探讨了水下三维情形的被动TMA可观测性问题。以被动声纳测得的方位角、俯仰角和频率为依据,建立了非线性的观测模型,再将其伪线性化,得到了PLE参数估计,并证明了此系统是可观测的。     

方位-到达时间联合TMA的可测性分析

针对在三维空间做匀速运动的目标,应用非线性系统的可测性理论,对方位-到达时间TMA(目标运动分析)的可测性进行了分析.基于方位和到达时间方法的单站无源定位技术,是通过观测站接收目标辐射源两次TOA(脉冲到达时间)测量之间由于目标运动所造成目标与观测站之间的径向距离发生变化的信息,对目标进行定位.结果表明在观测站与辐射源间的方位角和俯仰角变化率不能同时为零的情况下,观测机不必做机动就可以实现观测.     

纯方位定位中的螺旋运动机动方式与系统的可测性

机载单站无源定位系统具有作用距离远、机动性好、掩蔽接收、不易被对方发觉的优点,并且能与其他平台协同使用,有着广阔的应用前景.提出了在三维中以螺旋运动为机动方式、基于修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF),对三维运动辐射源的无源定位跟踪算法,并对此进行了可测性分析,最后给出了计算机的仿真结果.得出的结论是:三维中利用螺旋运动的机动方式,算法可以在很短的时间内收敛,能够较快地实现对目标的定位.     

针对小型无线电装置的运动分析算法

小型无线电测量装置能够方便地同时测量功率及多普勒频率信息。通过研究基于功率和多普勒频率的目标运动分析算法,运用迭代最小二乘方法给出数值解。仿真实验显示,仅依靠功率信息,在低信噪比的情况下无法正确估计运动参数。而通过结合功率及多普勒频率信息能得到更准确的运动参数估计,适合于实际应用。     

基于航迹无关模型的传感器系统误差可观测性分析

可观测性分析是建立系统误差估计模型的一个必要前提。针对系统误差航迹无关估计模型的可观测性问题,该文采用可观测矩阵研究系统误差的可观测性和可观测度。首先建立了基于航迹无关的系统误差量测与状态转换模型,在此基础上构建了系统误差的可观测矩阵,通过判定可观测矩阵的奇异性研究了系统误差的可观测性问题,并且给出了可观测度的表达式,最后建立了典型的仿真环境,分析了可观测度对系统误差估计精度的影响以及传感器的几何位置和目标的运动状态对系统可观测性及可观测度的影响。      

Localization by maximizing long-time integrated spectral power[sonar]

A novel method of target motion analysis (TMA) is presented. In contrast to conventional TMA techniques, which use sequences of bearing and/or frequency estimates as their inputs, the new TMA method works directly with hydrophone data to estimate the target track. For a given straight-line target track, the spectral level at the output of a plane-wave beamformer is computed at the frequency and angle coordinates which would be observed at each integration time. A quadratically convergent Newton's method is then used to find the target track parameters that maximize the sum of the spectral values over the entire observation window     

纯方位被动目标运动分析的修正增益卡尔曼滤波算法研究

通过对滤波状态协方差估计的修改,将水下纯方位被动目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法,并指出了两者的联系与区别。对比仿真分析表明,MGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位被动目标运动分析的实现提供新的途径。     

基于角度和频率信息的机动目标无源自适应跟踪算法

在进行可观测性分析的基础上,综合利用方位角和频率观测信息,提出了一种利用单个模型对机动目标进行无源跟踪的UKF算法,该算法通过对目标的运动状态和机动参数进行联合估计自适应地逼近真实的运动模型,从而进行准确跟踪。与现有算法相比,本文的算法不仅运算量小,而且降低了对观测站自身的运动要求,但却保持了良好的性能。仿真结果表明了算法的有效性和正确性。