基于被动阵列的水声弱目标检测前跟踪算法研究

发布时间：2020-09-17 08:48

　　随着现代舰船、深潜器等设备的不断发展,原本人类无法探知的水域逐渐走进了人的视野,蕴含了的丰富资源的海洋环境越来越受到人们的重视。随着世界各国的不断的竞争,提升维护海洋环境权益的能力刻不容缓。被动声呐系统由于其优秀的隐蔽性而日益受到科研人员的重视。受自身特性影响,被动声呐系统接收到的大量目标信号均有信噪比低下的特点,传统跟踪算法对此的处理能力十分有限,而目前被动声呐检测前跟踪算法研究仍然处于较为空缺的状态。本文针对上述问题,详细研究了基于被动声呐阵列的检测前跟踪算法,主要做了如下工作:1.针对被动声呐系统目标检测、跟踪算法研究不充分的问题,研究了被动声呐系统的基本模型和多目标粒子滤波算法的基本理论,建立了合适的多目标跟踪框架和阵列信号模型,为本文的算法做了理论基础的铺垫。2.针对被动声呐目标信噪比低的问题,提出了基于被动声呐阵列的双参数似然水声弱目标粒子滤波检测前跟踪算法,算法通过建立被动声呐纯方位跟踪的目标运动和量测模型,利用基于最小CV距离准则的空间谱似然函数概率模型拟合准则设计了双参数空间谱似然函数,实现了对水声阵列目标的检测前跟踪处理,并通过仿真验证了该算法相比传统跟踪对被动声呐弱目标处理的优越性。3.针对实际运用中被动声呐系统目标先验信息均未知且目标数目可变的问题,提出了基于权值假设检验的粒子滤波检测前跟踪算法,算法分析了所提被动声呐粒子滤波检测前跟踪算法的先验依赖问题,通过研究目标和杂波在空间谱似然函数上的特征,建立了基于权值假设检验的目标“起始”和“终止”粒子滤波模型,实现了算法对先验未知目标的处理,并且通过仿真验证了算法相比于传统跟踪算法在跟踪精度和实时性方面的优势。最后通过实测数据验证了算法的有效性和实用性。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB56

【参考文献】