强机动目标自适应跟踪算法研究

发布时间：2023-05-04 02:14

　　目标跟踪是军事研究的核心课题。现代战场中，作战飞机、导弹、舰艇等运动目标的机动性越来越强。传统的目标跟踪算法已不能完全满足对这些强机动目标跟踪的适应性和精确性需求。同时机动目标跟踪中无源传感器的兴起，带来了量测噪声相关的问题。 基于以上背景，本文以设计适应性和精确性更高的机动目标跟踪算法为出发点，首先对目标机动性进行了归纳，然后分别针对单模型目标跟踪算法和多模型目标跟踪算法进行了具体的分析，在此基础上设计了自适应跟踪算法。进一步，针对噪声相关的多传感器目标跟踪问题，研究了基于特征值分解和正交投影的跟踪算法。具体研究如下： 1)厘清了强机动目标的定义，归纳了三个目标机动性的量度指标。列举了J转弯等实际强机动运动轨迹。介绍了线性与非线性状态估计算法，指出传统卡尔曼滤波在稳态后失去机动应变能力的缺陷，介绍了强跟踪滤波器算法，并提出了评价跟踪算法性能的主要指标。 2）研究了基于单模型的自适应强机动目标跟踪算法。通过对Singer模型等传统目标跟踪算法的分析发现，固定参数模型无法应对环境的变化，在此基础上，提出了基于累积机动时间的机动频率自适应算法、基于Sage-Husa法的系统噪声方差自适应算...

【文章页数】：137 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 机动目标跟踪技术及其发展现状
        1.2.1 机动目标状态估计算法发展
        1.2.2 机动目标的模型研究发展
        1.2.3 多传感器数据融合技术发展
    1.3 本文的主要工作
第2章 机动目标跟踪原理
    2.1 引言
    2.2 强机动目标运动描述
    2.3 一些强机动目标的运动模式
    2.4 机动目标跟踪基本原理
        2.4.1 卡尔曼滤波算法
        2.4.2 强跟踪滤波算法
        2.4.3 仿真分析
    2.5 机动目标跟踪算法的性能指标
    2.6 小结
第3章 基于单模型的机动目标跟踪算法
    3.1 引言
    3.2 基本单模型机动目标跟踪算法
        3.2.1 基本单模型目标跟踪算法介绍
        3.2.2 仿真分析
    3.3 参数调节的机动目标跟踪算法
        3.3.1 机动检测与参数调整讨论
        3.3.2 基于累积机动时间的机动频率自适应算法
        3.3.3 基于 Sage-Husa 法的系统噪声方差自适应算法
        3.3.4 二重滤波的系统噪声方差自适应算法
        3.3.5 仿真分析
    3.4 基于切向和法向加速的单模型算法
        3.4.1 切向和法向加速模型
        3.4.2 切向和法向加速模型算法流程
        3.4.3 仿真分析
    3.5 小结
第4章 基于多模型的机动跟踪算法
    4.1 引言
    4.2 固定模型集的多模型目标跟踪方法
        4.2.1 交互式多模型
        4.2.2 模型集选择理论
    4.3 变结构多模型目标跟踪方法
    4.4 改进的变结构多模型目标跟踪方法
        4.4.1 基于切向法向加速度的动态有向图方法
        4.4.2 并行结构的有向图切换法
        4.4.3 交叉结构的自适应网格法
        4.4.4 仿真与分析
    4.5 小结
第5章 多传感器协同的机动目标跟踪算法
    5.1 引言
    5.2 强机动情况下的传感器融合算法
        5.2.1 基本多传感器数据融合算法
        5.2.2 测量噪声相关的数据融合方法
    5.3 基于特征值分解的观测噪声相关融合算法
        5.3.1 基于特征值分解的传感器解耦
        5.3.2 序贯的特征值分解算法
        5.3.3 运算复杂度分析
    5.4 正交投影序贯融合法
        5.4.1 观测噪声正交投影原理
        5.4.2 正交投影解耦算法
        5.4.3 正交投影 G 阵计算的简化
    5.5 仿真与分析
    5.6 多传感器的强机动目标自适应跟踪算法
        5.6.1 多传感器的强机动目标自适应跟踪算法流程
        5.6.2 关于传感器数目与跟踪精度的讨论
        5.6.3 仿真分析
    5.7 小结
第6章 结束语
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3807743