相对高度未知的单站纯方位地面慢速目标定位与跟踪研究

发布时间：2021-12-23 14:20

　　弹载或机载无源雷达具有系统简单、作用距离远、隐蔽性强等优点被广泛应用于军事和民用领域,例如导弹在远距离导引时需要对地面慢速运动目标实现远距离纯方位定位或跟踪。受地球曲率及不规则地形的影响,观测站相对于地面目标的高度信息未知,此时利用传统单站纯方位定位与跟踪方法所得到的估计结果存在较大误差。本文针对相对高度未知的单站纯方位目标定位与跟踪问题展开研究,分别提出基于加权工具变量的扩维目标定位算法和基于状态相关的扩展卡尔曼目标跟踪算法。具体的研究内容如下:1.对传统典型的单站纯方位地面慢速目标定位与跟踪算法进行了梳理,并进行了算法性能分析和比较,为观测站相对地面慢速目标高度未知的纯方位定位与跟踪算法研究奠定基础。2.针对相对高度未知条件下的单站纯方位地面慢速目标定位问题,提出一种基于加权工具变量的扩维目标定位算法。首先,通过对高度变化过程进行建模,将传统的地面二维目标位置估计转化为四维参数估计问题;然后,结合方位角和俯仰角测量方程,构造新的扩维伪线性测量方程;最后,分别提出加权工具变量和两步加权工具变量算法获得目标位置、观测站与目标相对高度及其变化率的估计值。仿真结果表明:在不同测量噪声标准差... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 单站纯方位定位与跟踪技术研究现状
        1.2.1 单站纯方位定位方法
        1.2.2 单站纯方位跟踪算法
    1.3 本文的主要内容和结构
第2章 相对高度已知条件下的单站纯方位目标定位
    2.1 引言
    2.2 单站纯方位目标定位
        2.2.1 目标定位模型
        2.2.2 可观测性分析
    2.3 单站纯方位目标定位方法
        2.3.1 基于伪线性最小二乘目标定位方法
        2.3.2 基于工具变量的目标定位方法
        2.3.3 基于加权工具变量的目标定位方法
        2.3.4 目标定位误差的Cramér-Rao下界
    2.4 单站纯方位目标跟踪算法
        2.4.1 基于扩展卡尔曼滤波的目标跟踪方法
        2.4.2 目标跟踪误差的Cramér-Rao下界
    2.5 仿真比较与分析
        2.5.1 目标定位仿真
        2.5.2 目标跟踪仿真
    2.6 本章小结
第3章 基于加权工具变量的扩维目标定位算法
    3.1 引言
    3.2 相对高度未知条件下的单站纯方位目标定位模型
    3.3 基于加权工具变量的纯方位目标定位方法
        3.3.1 工具变量伪线性最小二乘估计
        3.3.2 加权工具变量算法伪线性最小二乘估计
    3.4 基于两步加权工具变量的纯方位目标定位方法
        3.4.1 第一步加权工具变量估计
        3.4.2 第二步加权工具变量估计
    3.5 性能分析
    3.6 仿真与分析
        3.6.1 测量噪声标准差0.5π/180时目标定位分析
        3.6.2 测量噪声标准差2π/180时目标定位分析
        3.6.3 测量噪声标准差5π/180时目标定位分析
    3.7 本章小结
第4章 基于状态相关的扩展卡尔曼目标跟踪算法
    4.1 引言
    4.2 相对高度未知条件下的单站纯方位目标跟踪模型
    4.3 相对高度未知下的扩展卡尔曼滤波算法
        4.3.1 扩展卡尔曼滤波算法
        4.3.2 状态相关扩展卡尔曼滤波算法
    4.4 性能分析
    4.5 仿真分析
        4.5.1 测量噪声标准差0.5π/180时目标状态估计
        4.5.2 测量噪声标准差2π/180时目标状态估计
        4.5.3 测量噪声标准差5π/180时目标状态估计
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要研究工作和取得的成果
    5.2 下一步工作及展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TDOA/AOA混合的高精度室内可见光定位算法[J]. 王旭东,董文杰,吴楠.  系统工程与电子技术. 2019(10)
[2]雷达网反隐身技术发展综述[J]. 马艳艳,金宏斌,李浩.  飞航导弹. 2019(05)
[3]智能化时代雷达导引头信号处理关键技术展望[J]. 陈伟,孙洪忠,齐恩勇,沈康.  航空兵器. 2019(01)
[4]飞行器超低空飞行制导控制技术发展研究[J]. 魏东辉,程进,陈万春.  战术导弹技术. 2019(01)
[5]低轨预警双星对高超声速飞行器定位性能研究[J]. 曾江辉,高永明,丁丹,林存宝,宋鑫.  软件. 2018(08)
[6]海面慢速弱小目标雷达探测技术研究[J]. 朱文涛.  科技视界. 2018(22)
[7]基于Gauss-Newton和UKF结合的微小卫星姿态确定算法[J]. 康国华,范凯,周琼峰,梁尔涛.  中国空间科学技术. 2018(02)
[8]空地反辐射导弹雷达靶标研究[J]. 吴亮,金贤龙,王婷.  电子世界. 2018(02)
[9]基于机会辐射源的弹载探测卫星优选方法[J]. 肖泽龙,王华,周鹏,韩璐霞,王元恺,李潇,逯暄.  兵工学报. 2017(08)
[10]基于双阵纯方位的水下运动目标运动分析研究[J]. 吴旭,杜选民,周胜增.  舰船科学技术. 2017(09)

博士论文
[1]机载无源定位技术与跟踪算法研究[D]. 刘学.哈尔滨工程大学 2012
[2]空中观测平台对海面慢速目标单站无源定位跟踪及其关键技术研究[D]. 单月晖.中国人民解放军国防科学技术大学 2002

硕士论文
[1]机载单站被动定位方法与跟踪算法的研究[D]. 裴畔.中北大学 2017
[2]海面慢速目标机载单站快速高精度无源定位技术[D]. 徐铂韬.电子科技大学 2012



本文编号：3548637