一种新的机动目标跟踪算法

针对反舰导弹末端超音速、跃升俯冲的攻击模式,提出了一种基于描述导弹受力状态和运动参数之间关系的模型的机动目标跟踪新算法,可以通过在线辨识模型中的力学参数,自动适应导弹运动模态的变化,最后研究了新算法与基于CV、CA模型的目标跟踪算法的性能比较。仿真结果表明,在反舰导弹末端超音速、跃升俯冲攻击模式下,基于CV、CA模型的目标跟踪算法性能较差,而新算法可显著提高对高速强机动目标的跟踪性能。     

强机动目标跟踪的两种MM算法设计与比较

现代舰艇反导中,及时、准确、有效地跟踪强机动的反舰导弹是反导武器系统中的一项关键技术.基于反舰导弹末端"蛇行机动"的运动特征,设计目标"蛇行机动"为直线运动模型和转弯运动模型的组合,并引入到构建的具有变结构的自适应网格交互多模型(AGIMM)算法和固定结构的固定网格交互多模型(FGIMM)算法中,在给定的初始条件下,运用MATLAB进行Monte Carlo仿真实验,比较分析了AGIMM算法和FGMM算法的跟踪性能.结果表明:针对目标"蛇行机动"的强机动情况,所构建的AGIMM算法比FGIMM算法的估计精度高、位置和速度估计波动小,稳定性好,适应性强,具有一定的工程应用价值.     

基于AGIMM的临近空间机动目标跟踪滤波算法

由于临近空间高超声速目标的机动形式复杂,单一模型很难满足高精度跟踪的需要。因此需要使用基于多种模型进行交叉耦合的交互式多模型算法,这种算法特点与临近空间目标高速、高机动特性相适应。提出了一种自适应网格交互多模型跟踪算法用于临近空间高超声速机动目标的跟踪问题。所提方法能够处理自适应时变模型集合,随时调整当前时刻使用的模型数量,相比于固定结构交互式多模型算法极大减少了计算量,计算效率和跟踪精度更高,数值仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于强跟踪滤波器的自适应常加速模型及跟踪算法

建立目标机动模型是传感器目标跟踪数据处理中的一个重要环节.为了克服"当前"统计模型对非机动目标和常加速模型对机动目标跟踪性能较差的缺陷,通过对"当前"统计(CS)模型的分析研究,在常加速(CA)模型的基础上提出了一种基于强跟踪滤波器的自适应常加速模型及跟踪算法(ACA-STF).该算法利用速度预测估计与实时速度估计间的偏差进行自适应方差调整,并通过引入强跟踪滤波器(STF)的渐消因子,实时调节滤波器增益,从而提高了跟踪精度,增强了系统对突发机动的自适应跟踪能力.理论分析和仿真结果表明对于非机动和机动目标,该算法比"当前"统计模型算法具有更高的跟踪精度.     

基于MCSM的自适应跟踪算法

针对基于"当前"统计模型的算法跟踪突发强机动目标性能下降的问题,提出了一种通过强机动自适应检测调整模型参数的改进算法。该算法利用残差统计距离的概率分布设置目标强机动的检测门限,根据目标的机动水平联合调整模型的机动频率、最大机动加速度以及滤波器增益,在保持"当前"统计模型跟踪算法对一般机动目标跟踪精度的前提下,增强了系统对突发强机动目标的自适应跟踪能力。仿真结果表明,该算法扩大了跟踪机动目标的动态范围,提高了跟踪性能。     

基于当前统计模型的机动目标自适应强跟踪算法

在当前统计模型卡尔曼滤波算法的基础上,结合升半正态形模糊分布函数特性,提出了一种加速度方差两段函数自适应调整方法,该方法能自适应逼近目标真实机动并进行准确跟踪。给出了最大加速度自调整方法,克服了模型对目标最大加速度的依赖。引入强跟踪滤波算法,增强了模型对突发机动自适应跟踪的能力。理论分析和仿真结果表明,该算法提高了机动模型和系统模式的匹配程度,增强了系统对强机动目标的跟踪能力,并保持对弱机动和非机动目标良好的跟踪性能,且具有运算量小、跟踪精度高、易于工程化实现等优点。     

基于自适应CS模型的IMM算法

目标运动状态的改变将导致目标跟踪算法精度降低或发散。为了提高机动目标跟踪的跟踪性能,首先,针对当前统计(current statistical, CS)模型中最大加速度固定设置导致模型误差增大的问题,提出了一种自适应CS模型;在自适应CS模型和交互式多模型(interacting multiple model, IMM)的基础上,提出了一种交互式多自适应模型(interacting multiple adaptive model, IMAM),该模型通过采用两个自适应CS模型,能够有效消除目标状态突变造成模型误差急速增大的问题,提高了模型的准确度和适应性。其次,在IMAM的基础上,结合修正卡尔曼滤波(amendatory Kalman filter, AKF)的思想,提出了IMAM-AKF算法,该算法通过修正最终的状态融合估计值,有效地降低了目标机动造成的模型误差,进一步提高了机动目标跟踪的性能。最后,结合自适应渐消卡尔曼滤波(adaptive fading Kalman filter, AFKF)的思想,提出了IMAM-AFAKF算法。仿真结果表明,无论是强机动还是弱机动,IMAM-AFAKF算法都具有较好的跟踪性能。     

利用子区域特征进行自适应目标跟踪

提出了一种基于目标区域分割的自适应运动目标跟踪算法。该算法通过K-均值聚类,将目标分割为多个子区域,根据子区域颜色特征及其分布提出了一种新的目标模型,并给出模型相似性测度准则,从而将目标模型更新问题简化为区域特征的更新,提高了模型的稳定性。同时在跟踪过程中,利用相似性测度检测目标遮挡程度,根据遮挡程度自适应地调整卡尔曼滤波器的参数和模型更新过程,提高了在遮挡情况下算法的鲁棒性。分析和实验表明,新算法能够在真实场景中准确、实时地跟踪目标,是一种有效的视频目标跟踪算法。     

基于K-L信息因子的变结构多模型算法模型集自适应研究

针对传统多模型机动目标跟踪算法对模型数量的增长会产生组合爆炸和模型竞争现象,降低跟踪系统的性能,提出了一种模型集自适应的变结构多模型算法。采用基于Kullback-Liber（K-L）信息因子分析多模型算法中模型集各模型之间的匹配程度,并在此基础上实现对模型集的自适应调节,同时推导了各时刻模型概率与模型之间的模型转换概率矩阵,从而为变结构多模型算法的实现提供了基础。仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。     

一种基于自适应网格IMM的自适应采样周期算法

提出一种自适应网格交互多模型下采样周期自适应的算法。在自适应网格交互多模型算法中,中心模型参数变化率反映了系统模型与目标机动水平间的匹配程度,而两者的匹配程度直接影响目标的跟踪精度。利用中心模型参数变化率对采样周期进行控制,并引入可控参数对平均采样周期进行灵活调整。仿真结果表明在自适应网格交互多模型下,提出的自适应采样周期算法比固定采样周期算法及基于预测协方差的自适应采样周期算法具有更好的性能。     

基于作战仿真和探索性分析的海战效能评估

介绍了利用反舰导弹对水面舰艇编队实施饱和攻击的作战效能评估新方法，首先用海战仿真系统计算反舰导弹到达的数量分布，然后采用探索性分析方法研究改进战法、优化反舰导弹到达数分布、提高反舰导弹攻击效果及节约弹药的可能性，并给出了一个研究实例。     

基于STAGE的反舰导弹装备应用仿真研究

反舰导弹装备应用研究是水面舰艇装备形成战斗力的关键环节。本文给出了一种基于STAGE的反舰导弹装备应用研究仿真平台,介绍了其模型框架、仿真实现和仿真流程,并对某型反舰导弹进行了建模和装备应用仿真研究。结果发现该型导弹搜捕方案存在技术问题,在对导弹的优化方案和改进方案进行统计分析之后,指出该仿真平台具有较好的实用价值。     

水面舰艇编队对反舰导弹的威胁判断研究

现代海战中,对空防御已经成为水面舰艇编队防御的主要内容。对来袭空中目标的有效防御是建立在及时而正确的判断基础之上的,而对空中目标的威胁判断又是对空火力有效分配和积极防御的基础。水面舰艇编队面临的空中威胁以反舰导弹为首要,本文通过为编队划分威胁判断区域,并在不同区域选取合理的指标,建立基于模糊集合理论的水面舰艇编队对反舰导弹的威胁判断数学模型。     

多反舰导弹攻击多目标协同航路规划

为解决多反舰导弹的协同航路规划问题,建立了基于空间和时间协同的航路规划模型,并设计了航路可行节点动态开辟算法和协进化多子群蚁群算法。节点开辟算法在任务空间建立搜索树的同时滤除不可行节点,缩小了航路优化搜索范围;多子群蚁群算法结合协进化的基本思想,通过引入蚂蚁子群间的协同进化策略,并对蚁群算法状态转移规则、信息素更新机制进行设计,进而并行搜索多导弹最优协同航路集合。仿真结果表明,本文方法能够为多反舰导弹构建优化的协同飞行航路,不但适用于导弹发射前的预先规划,而且适用于航路分段的局部实时重规划。     

用神经网络组合预测法估算反舰导弹研制费用

运用BP神经网络组合预测法对反舰导弹研制费用进行估算。首先分别利用神经网络和回归分析方法对导弹研制费用进行估算 ,然后利用BP网络对所得结果进行组合预测。计算实例表明 ,使用BP神经网络组合预测方法所得的预测结果比单一使用神经网络或回归分析方法所得结果总体误差要小 ,因而该方法是可行的、有效的。     

反舰导弹同时临空控制策略研究

针对反舰导弹同时到达实施饱和攻击的战术要求,首先基于控制导弹发射顺序和发射间隔时间的思路,在考虑海洋环境因素对导弹速度影响的条件下,提出了反舰导弹同时临空打击单舰和编队目标的临空时间协同方法;然后,基于通过航路规划控制导弹的飞行航程的思路,建立了航路对称计算模型和动态椭圆计算模型,提出了通过规划航程相等的航路实现导弹同时临空的控制方法,仿真结果表明:该方法可实现齐射的导弹以不同的飞行航路同时到达目标,解决了反舰攻击时发射平台须较长时间保持阵位的问题,提高了导弹攻击和兵力行动的效率。     

一种舰空导弹拦截方式的效能评价模型

如何高效地使用舰空导弹拦截饱和攻击的反舰导弹,是在现有武器系统基础上充分提高水面舰艇防空能力的重要手段.首先根据水面舰艇这一特殊作战平台的特点,提出了以成功拦截反舰导弹数、舰空导弹使用效率和舰空导弹消耗量为舰空导弹火控系统作战效能的评价指标.然后利用舰空导弹杀伤区和发射区的概念,建立了基于时间的舰空导弹发射区模型.在此基础上,建立了一种基于Monte Carlo法的舰空导弹火控系统拦截饱和攻击反舰导弹的排队服务模型.仿真显示,单发拦截反舰导弹方式的作战效能最高.     

软杀伤对抗条件下的末制导捕捉概率仿真研究

针对冲淡干扰软杀伤给精确制导武器捕捉概率带来的重要影响,建立了目标捕捉过程的数学模型,其中,考虑了由于目标探测误差引起的导弹装订速度方向的误差,及其在冲淡干扰条件下对捕捉概率的影响;进行了蒙特.卡洛仿真,统计得到无对抗和对抗条件下捕捉概率与总体参数的关系。通过对比分析总结了其一般规律,将无对抗条件下的捕捉概率性能指标提升到对抗条件下的效能指标。所得的结果可以作为武器系统总体设计和作战参数装订的参考。     

Damage effectiveness assessment method for anti-ship missiles based on double hierarchy linguistic term sets and evidence theory

The research on the damage effectiveness assess-ment of anti-ship missiles involves system science and weapon science, and has essential strategic research sign...     

反导电子对抗仿真系统的研究

研制了一个可以在高性能个人计算机上运行的、针对采用末制导雷达的反舰导弹的电子对抗问题的仿真系统。文中主要介绍了该仿真系统的模型框架和模型建立过程中考虑的主要因素，还介绍了该仿真系统研制过程中解决的几个关键问题，包括Simulink/Matlab与VC＋＋结合的问题，以及在线改变干扰样式及干扰参数的疸。