低空飞行器的定位跟踪仿真平台设计与实现

发布时间：2017-12-10 11:22

  本文关键词：低空飞行器的定位跟踪仿真平台设计与实现

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【摘要】：多点定位是近十年来国际上所提出的一种先进的低空及场面监视技术,现已进入实用化的工程阶段,与此相关的目标定位与跟踪技术是目前研究的热点和重点。本文研究应用于低空及场面监视的多点定位算法和相对应的目标跟踪技术,并利用了实测数据来对所设计的定位算法和跟踪系统进行验证。论文首先由国内外低空及场面监视的现状开始,分析了多点定位应用于低空及场面监视的必要性和现实性,同时对目前所使用的多点定位算法和跟踪技术现状进行了较为详细的介绍。论文其次对目前最常用的两种定位算法-Chan和泰勒级数法进行了分析和仿真,主要仿真内容涉及不同接收站点数目情况下的精度和定位误差的概率密度函数,并对两种算法的优缺点进行了评估,其目的是选择适合于低空及机场场面监视的定位算法。在综合了低空及场面监视的特点和所仿真算法的优缺点后,本论文选用了Chan算法作为所研究系统的定位算法,并使用了实测数据来进行验证。论文同时对目标跟踪技术进行了分析,主要分析了三种常用的目标运动模型,即速度模型、Singer模型和当前模型。结合低空及场面目标的运动特点和使用仿真实验,对各个运动模型进行了仿真验证,仿真内容包括被跟踪目标的位移估计精度和速度估计精度。仿真结果表明:在非机动区内(停机坪区域),使用速度模型较为合理;在机动区(跑道和滑行道),Singer模型的综合性能要好于“当前”模型。最后,结合目标在低空及场面上的实际运动状况,设计了一个目标的完整运动过程(包括静止状态、匀速状态和匀加速运动)来进行仿真验证。在本论文的最后,根据低空及场面目标的目标运动特性,我们提出了一种运动模型的组合来处理目标在低空及场面的运动,即在非机动区使用速度模型,而在机动区使用Singer模型,在两个区域的交界处进行运动状态的切换。一个包括定位和滤波算法的完整系统被设计出来验证上述方法,仿真结果证明了该方法的有效性。与此同时,我们又利用实测数据对该方法进行了工程验证实验。实验结果表明,该方法可以有效地处理低空及场面目标运动形式的复杂性,并能提高跟踪的精度。本文的研究结论可对基于多点定位技术的定位及跟踪系统的设计起到一定的参考作用。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V35;TP391.9
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本文编号：1274287