基于高斯滤波理论的机动目标跟踪问题研究

发布时间：2020-12-09 04:24

　　近年来随着科技的迅速发展,弹道导弹和各类飞行器除了常规机动以外,还能在不同的运动模型之间瞬时切换,运动状态变得更加不确定和多变。相应的,作为指挥层的各类侦察、预警和拦截打击系统也对跟踪系统提出了更高的要求,需要现代目标跟踪技术能够更快、更准确地跟踪预测机动目标运动状态。面对敌先进的飞行技术,本文以高斯滤波算法为基础,研究了非合作式机动目标跟踪问题中三个方面的关键性技术:线性模型下的机动目标跟踪、非线性模型下的机动目标跟踪以及杂波环境下的机动目标跟踪。主要研究工作和贡献如下:（1）卡尔曼滤波跟踪算法及其不稳定现象。在现有文献研究基础之上,总结和推导了配置及不配置过程噪声的两种情况的运动方程和量测方程。研究分析了卡尔曼滤波过程噪声与滤波不一致的现象,就是否配置过程噪声及配置不同功率的过程噪声对卡尔曼滤波算法性能影响的程度进行了仿真分析。最后阐述卡尔曼滤波性能与过程噪声配置、估计克拉美罗下界（Cramer-rao low bound,CRLB）与滤波一致性之间的矛盾性。（2）线性模型下的机动目标跟踪。研究了高斯-艾肯特滤波的线性滤波模型,确定了高斯-艾肯特滤波的滤波模型和滤波内存长度,定义了... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

‐ 1单目标线性跟踪基本原理 图1-1是线性单目标跟踪系统的基本原理框图

第 8 页具体章节安排如下：第一章 绪论。介绍了课题的研究背景及意义，对传统滤波估计算法和目前比较前沿的滤波算法的研究现状进行了综述，叙述了机动目标跟踪问题目前面临的挑战，最后给出了论文整体的结构安排。第二章 机动目标滤波模型和卡尔曼滤波算法不稳定现象研究。研究了机动目标的卡尔曼滤波模型，包括带过程噪声的滤波模型和不带过程噪声的滤波模型，阐述了卡尔曼滤波过程噪声与滤波不一致的现象，对匀速、恒定加速度以及恒定转弯速率三种运动目标，在不同的过程噪声功率下的卡尔曼滤波性能进行仿真实验，并详细分析了过程噪声的配置对卡尔曼滤波结果的影响，最后详细阐述了卡尔曼滤波性能与过程噪声的矛盾性；第三章 线性模型下基于高斯-艾肯特滤波的机动目标跟踪问题研究。针对线性系统，推导了高斯-艾肯特滤波的滤波模型和滤波内存长度，提出了在机动目标跟踪中的高斯-艾肯特滤波方法及滤波控制算法，并给出了详细的实现步骤。最后在

国防科技大学研究生院硕士学位论文速直线运动卡尔曼滤波跟踪性能仿真目标的初始状态为 T0x 30000, -160, 45000, 120 m, m / s , m,内作匀速直线运动，运动持续 120s。图 2- 1 为匀速直线运动目。


本文编号：2906265