机载雷达组网探测航迹融合优化处理技术研究

发布时间：2017-09-30 10:27

  本文关键词：机载雷达组网探测航迹融合优化处理技术研究

  更多相关文章： 机载雷达组网 姿态角误差 分段航迹融合 系统带宽 本地航迹协方差

【摘要】：机载雷达利用高度优势相对地基雷达可更早对来袭目标进行预警,如果将两者进行有效的组网融合可以大幅提高整个系统的探测和跟踪能力,但是,由于载机高速运动和高机动性,机载雷达与地面融合中心之间通信会受到干扰而不稳定,导致它们之间传输的部分数据失真,进而影响对探测目标的航迹精度;同时,随着组网中雷达数量增加,会导致系统带宽资源短缺,进一步影响节点之间的通信质量。本文主要研究算法在保证航迹融合精度的前提下降低各雷达与融合中心的数据传输需求,探索对部分传输过程中失真的数据进行合理补偿的解决方案,下面是主要的研究内容:1.在数据预处理阶段,需要对组网内传感器系统误差进行实时估计,针对机载平台存在姿态角系统误差,采用扩展卡尔曼滤波对非线性量测方程做线性化近似,利用相同的随机点目标,在对目标的状态估计和误差估计之间协方差不做近似的情况下实现它们的解耦合,提出了EEX(Extend Exact Method)系统误差精确实时处理算法,相对于批处理MLRM(Maximum Likelihood Registration Method)算法估计性能提高了20%左右。2.在组网布站优化方面,通过对组网空域覆盖系数和冗余度系数建模,提出了一种利用粒子群算法求解雷达组网布站的覆盖区域面积和覆盖冗余度构成非线性优化问题的方法,据此建立了布站评价指标与航迹测量数据融合精度的对应关系,给出了不同场景下布站策略,仿真结果表明最优布站下空域覆盖系数和冗余度分别可以达到90%和80%以上。3.针对组网系统传感器节点数量不断增加导致系统通信带宽资源匮乏的情况,主要分析exact分段航迹融合算法下在不同的数据传输配置下的航迹融合精度对比,并提出了有记忆反馈模型,分别给出了各模型下的计算复杂度,其对应了组网中各雷达节点与融合中心的数据传输速量,并分析了对应配置下的航迹融合精度,得到可以切换融合算法的不同配置来平衡融合精度与节点之间数据传输量的结论,最后可以在降低5%左右的融合精度情况下减少15%左右的数据传输量。4.针对组网中雷达本地航迹协方差矩阵在数据传输过程部分失真的情况,分析了几种常用分段航迹融合算法在几种不同协方差矩阵配置下融合精度对比,研究了本地航迹协方差矩阵各分量对航迹融合精度的精确影响,提出一种根据传感器自身特性补偿该损失信息的方法,并通过实测数据验证了该方法的可行性。
【关键词】：机载雷达组网 姿态角误差 分段航迹融合 系统带宽 本地航迹协方差
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V243.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 机载雷达组网航迹融合研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 机载雷达组网布站与系统误差研究现状12-13
• 1.2.2 本地航迹数据质量对融合航迹精度影响研究13-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 1.4 论文组织及研究内容15-16
• 第二章 机载雷达组网布站与航迹融合精度优化分析16-25
• 2.1 引言16-17
• 2.2 雷达网部署的基本方式17-19
• 2.2.1 地面雷达部署的方法17-18
• 2.2.2 空基雷达部署的方法18-19
• 2.3 雷达组网优化布站与航迹融合精度19-23
• 2.3.1 雷达组网布站与航迹精度19-20
• 2.3.2 雷达组网部署模型建立20-21
• 2.3.3 布站优化仿真21-22
• 2.3.4 总结22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 机载雷达组网系统误差估计算法研究25-42
• 3.1 数据预处理技术25-29
• 3.1.1 野值剔除技术25-26
• 3.1.2 数据配准方法26-29
• 3.2 系统误差修正29-40
• 3.2.1 固定多传感器系统误差修正29-30
• 3.2.2 机载多传感器系统误差修正30-40
• 3.3 总结40-42
• 第四章 航迹融合数据传输模型对融合精度影响分析42-57
• 4.1 引言42-43
• 4.2 Exact算法无记忆分段航迹融合模型43-48
• 4.2.1 问题描述43-44
• 4.2.2 Exact算法无记忆融合模型44-48
• 4.3 Exact算法无记忆模型与CMF算法对比48-49
• 4.4 反馈对无记忆融合模型融合精度影响49-50
• 4.5 Exact算法有记忆分段融合模型50-53
• 4.5.1 Exact算法有记忆无反馈模型51-52
• 4.5.2 Exact算法有记忆有反馈模型52-53
• 4.6 有记忆分段航迹融合模型和CMF算法对比53-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第五章 本地航迹数据传输失真对融合精度影响研究57-70
• 5.1 引言57
• 5.2 常用分段航迹融合算法57-59
• 5.3 传感器航迹协方差配置59-60
• 5.4 性能分析60-64
• 5.5 传感器本地航迹协方差补偿64-67
• 5.6 实测数据验证分析67-68
• 5.7 总结68-70
• 第六章 总结及展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻硕期间取得的研究成果77-78

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本文编号：947697