超视距雷达目标多帧检测技术研究

发布时间：2020-06-19 06:53

【摘要】：检测前跟踪(TBD)技术区别于传统的雷达目标检测跟踪的处理流程,通过对多个相参积累周期的回波数据进行积累,可以实现更高的跟踪精度,同时还能对低信噪比的微弱目标进行探测。在众多的TBD实现方法中,基于粒子滤波的TBD(PF-TBD)技术可以应用在时变系统为非线性非高斯的情况,适用范围更广。对于超视距雷达(OTHR)观测的目标而言,常常因为干扰、噪声和杂波的影响呈现弱目标的特征,因此研究基于粒子滤波的检测前跟踪技术十分有意义。本文具体研究内容如下:研究了基于贝叶斯估计理论的粒子滤波算法原理和实现过程,对比分析标准的PF-TBD(SPF-TBD)与优效的PF-TBD(EPF-TBD)这两种经典的PF-TBD算法,并在不同信噪比的情形下进行仿真。针对机动目标的检测前跟踪问题,研究了基于多模型的PF-TBD算法,将机动目标的运动情况概括为几种比较典型的运动模型,另外在目标状态向量中增加了新的运动模型变量,实现对机动目标的检测跟踪。建立了与实际系统相匹配的OTHR回波模型,为了解决制约PF-TBD算法性能的粒子退化问题,在EPF-TBD的粒子采样过程中添加粒子群优化(PSO)步骤。利用PSO算法中随机部分可以使粒子保持多样性,另外通过增加PSO步骤,粒子可以向似然函数大的区域移动。在OTHR回波模型下,设立相应的目标状态模型和观测模型,比较了EPF-TBD和PSO-EPF-TBD两种算法的性能。在OTHR信号回波模型下,分别研究了两种杂波环境下的PF-TBD算法。首先利用零记忆非线性变化法(ZMNL)生成韦布尔(Weibull)杂波序列,在Weibull杂波环境下,推导了修改后的似然函数和粒子权重,与原始的SPF-TBD进行对比,证明了新算法的可行性和有效性;利用球不变随机过程法(SIRP)生成K分布杂波序列,研究了在包含K分布杂波的观测背景下的PF-TBD实现方法,仿真结果表明算法性能得到改善。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958.93
【图文】：

图 1-1 天波超视距雷达工作原理，雷达对目标的探测处理过程划分为两个子系检测技术(Detect Before Track, DBT)。首先雷达 A/D 转换，波束形成、脉冲压缩、多普勒处

图 4-4 相关非高斯序列的外生模型负的实平稳序列， y ( k )为零均值的复高斯序列，两者 ( k )可以看作是复高斯白噪声序列 w ( k )经过一个线性滤响应与 y ( k )的相关函数有关。的主要特点是根据调制的序列 s ( k )的一阶 PDF 来控制

【参考文献】

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1 陆爱中;蔡飞;范红旗;肖怀铁;;两种TBD算法在HPRF-PD雷达应用中的比较[J];雷达科学与技术;2013年05期

2 吴瑕;陈建文;鲍拯;赵志国;;新体制天波超视距雷达的发展与研究[J];宇航学报;2013年05期

3 吴兆平;朱凯然;苏涛;卢锦;;采用改进粒子滤波的雷达扩展目标检测前跟踪[J];西安电子科技大学学报;2011年02期

4 吴孙勇;廖桂生;杨志伟;李彩彩;;基于改进粒子滤波的微弱目标检测前跟踪算法[J];系统工程与电子技术;2010年09期

5 王海滨;解传军;刘宝华;;相参相关K分布机载雷达杂波仿真[J];现代电子技术;2008年23期

6 桑多鹏;;K分布雷达杂波的建模与仿真[J];火控雷达技术;2008年03期

7 龚亚信;杨宏文;胡卫东;郁文贤;;基于多模粒子滤波的机动弱目标检测前跟踪[J];电子与信息学报;2008年04期

8 吕雁,史林,杨万海;SIRP法相干相关K分布雷达杂波的建模与仿真[J];现代雷达;2002年02期

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1 易伟;基于检测前跟踪技术的多目标跟踪算法研究[D];电子科技大学;2012年

本文编号：2720451