高频地波雷达目标航迹跟踪滤波算法应用研究
[Abstract]:High frequency ground wave radar (HFSWR,High Frequency Surface Wave Radar) is an important method for marine ship target detection. Track tracking is an important process of target detection. It can not only realize continuous detection and eliminate false targets, but also improve the detection accuracy by using filter function. High frequency ground wave radar target track tracking involves many aspects, such as track initiation, data association, track tracking filtering and so on, among which, track tracking filtering is an important part. At present, Kalman filter and 伪-尾 filter are two main filtering methods for track tracking of HF ground wave radar. Since the ground wave radar data is acquired in polar coordinates, tracking targets directly in polar coordinates can avoid complex coordinate conversion. Therefore, in this paper, the tracking method of high frequency ground wave radar based on 伪-尾 filter and Kalman filter in polar coordinates is studied, and the tracking effect is evaluated based on the measured data. The main work of this paper is as follows: (1) in order to carry out the track tracking simulation experiment, a high-frequency ground wave radar track simulation model under polar coordinates is proposed; In order to solve the problem of spatial inconsistency between AIS (Automatic Identification System) data and ground wave radar data, the AIS data are interpolated, and the spatio-temporal matching evaluation data are obtained. According to the different links in the whole process of track tracking, the corresponding methods are selected. (2) the constant filtering coefficient is not universal in different radar data track tracking processing. In this paper, an adaptive 伪-尾 filtering method is proposed. In this method, three parameters, velocity error, distance error and angle error, are used to establish the functional model of the filtering coefficients of each parameter, and the adaptive acquisition of the filtering coefficients of each parameter is realized. Combined with the characteristics of high frequency ground wave radar velocity measurement accuracy and poor angle measurement accuracy in the measured data, the priority of three parameter filtering coefficients is assigned. Both the simulation results and the data processing results compared with the AIS information show that the proposed method has the advantages of short operation time and high track tracking accuracy. And can track the far end track of radar. (3) the determination of Kalman filter gain in polar coordinates needs to use measurement noise variance which is difficult to get in the actual track tracking. Therefore a noise determination method is proposed in this paper. The method uses the target filter value and the measurement value to approximate the noise variance, so that each specific measurement time has a more accurate noise variance value, and based on this, a more accurate filter gain value is obtained. Finally, better tracking results are obtained. The simulation results and the actual data processing results compared with AIS information show that the proposed method can obtain more accurate track results and can track the far end track better. Finally, the track tracking performance of adaptive 伪-尾 filter and Kalman filter is compared. The results show that the former has the advantage of less time and resource consumption, and the latter has the advantage of high tracking accuracy. In practical application, we can choose which filtering method to adopt according to the high requirement of operation speed or the high requirement of tracking precision.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN953
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,本文编号:2331481
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