固定站无源目标跟踪简化UKF算法仿真研究

与EKF类算法相比,基于不敏变换(UT)的不敏卡尔曼滤波(UKF)算法因为不存在线性化误差从而具有更好的性能,不过存在运算量较大的问题。建立了具有线性状态方程的固定单站无源目标跟踪模型,以此为研究背景在满足L+λa=nx+λ=常数的情况下由扩维UKF算法推导出了简化UKF算法并进行了仿真分析。仿真结果表明在满足推导条件时简化UKF算法可以在降低运算量的同时保持和扩维UKF同样的定位性能,具有较强的实用性。     

高动态GPS载波跟踪算法研究

为了寻求更好的高动态GPS载波跟踪解决方案,设计了适于高动态环境的基于参数估计的载波跟踪环路,分析了高动态GPS载波跟踪系统模型,比较了EKF、UKF和PF三种滤波算法的参数估计性能。在此基础上,完成了基于EKF、UKF和PF的载波跟踪环路的设计,并以JPL提出的高动态模型为例进行仿真验证。仿真结果表明,虽然这三种算法均能实现对高动态信号的精确跟踪,但总体而言,基于PF的载波跟踪环路具有更好的动态适应能力。另外,鉴于高动态GPS接收机应用场合的特殊性,又对PF滤波算法在非线性、非高斯GPS载波系统的假设下进行了仿真验证,结果显示了应用粒子滤波算法解决非高斯噪声干扰载波跟踪问题的可行性。     

水下航行器自跟踪弹道测量方法研究

本文所提出的自跟踪弹道测量方法与基于水声原理的水下跟踪测量方法不同。它是利用航空与航天飞行器弹道测量原理来获取水下航行器的弹道数据。这种方法不受水下环境影响,且跟踪范围与水下航行器活动范围一致。文中介绍了水下航行器弹道的六自由度测量方法,包括重现弹道数学模型及具体实施方案,提出了减小测量误差,提高测量精度的措施。试验结果表明,自跟踪弹道测量方法的精度与水下跟踪系统的精度比较接近。     

基于UKF的扩频信号参数联合估计算法

针对伪随机码的同步问题,提出利用UKF算法进行伪随机(PN)码跟踪与信号幅度估计的联合处理。该算法通过对状态向量进行U变换,得到多个西格马点,然后利用UKF算法对非线性的扩频信号进行滤波估计。通过仿真实验,证明UKF算法在处理该类扩频信号的伪随机码的同步问题上具有更好的性能。     

UKF算法及其在目标被动跟踪中的应用

利用了一种用于非线性系统的,基于无迹变换的Kalman滤波算法的一个新的扩展方法—UKF,推导了应用于方位角预测和纯方位跟踪两个方面的UKF滤波算法,并给出了具体步骤。仿真说明了在目标跟踪领域,应用该方法比以往EKF类的方法在滤波精度上明显提高,并且在实际应用中,由于该算法实现简单、计算量小而增强了可用性。     

利用多估计器输出间差异的目标跟踪算法及其仿真

机动目标跟踪的难点在于如何在目标的各种机动情况下都有良好的跟踪性能。本文对目标跟踪的核心问题进行了研究，指出了当前统计模型中的系统方差自适应算法、利用新息的方法和模型切换方法的局限性，并提出了利用多个估计器输出之间的差异来选取合适输出的方法。仿真结果表明，该方法能够从多个估计器输出中选择出合适的输出，对目标的各种机动情况有较好的适应能力，计算量适中。     

运动参数受限的目标跟踪算法研究

提出一种运动参数受限的目标跟踪算法,对于速度受限目标采用平滑修正滤波跟踪算法,首先使用Kalman滤波得到当前时刻的滤波值,找到平滑精度最高点,根据速度限制条件,对滤波结果进行修正。为了保证滤波的无偏有效性,修正计算得到的结果不参与后续滤波处理。通过理论分析和仿真表明,速度受限跟踪算法在观测误差相对较大以及滤波起始阶段可以使滤波跟踪效果获得较大的改善。     

一种单站纯方位目标跟踪算法研究

纯方位目标跟踪是水下目标定位跟踪的重要问题。伪线性估计算法是主要的纯方位目标跟踪算法中之一,在水下目标定位跟踪领域中得到了广泛的应用,其计算简单,但估计结果严重有偏。为了克服伪线性估计算法的估计有偏性,提出一种新的辅助变量方法,利用过去观测的三个方位来预测当前方位,从而消除该算法的估计偏差,得到理论上无偏的修正伪线性估计算法。通过多次计算机仿真计算,表明该算法是一种递推、稳定以及无偏的估计算法。     

海流扰动下无人水下航行器的动态面反演轨迹跟踪控制

针对存在未知海流扰动条件下无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的轨迹跟踪控制问题,提出一种欠驱动UUV的动态面反演轨迹跟踪控制方法.首先,设计一种改进型海流扰动观测器来估测航行器动力学模型中存在的未知海流扰动.然后,采用反演法并结合动态面控制技术设计三维轨迹跟踪控制器,将控制...     

基于量测转换与输入估计的机动目标跟踪算法

针对雷达系统中机动目标的跟踪问题,提出输入估计(input estimation,IE)与无偏量测转换（unbiased converted measurement,UCM）相融合的自适应算法。用无偏量测转换技术将观测量转换到直角坐标系,使得在极坐标系内应用IE成为可能;提出检测窗内加速度阶梯变化的假设并推导相关模型,使得单个输入估计器能够跟踪各种变化机动。仿真分析表明,算法与基于多滤波器并行工作的交互式多模型相比,跟踪精度相当,但运算量大大降低,因此适用于对性能和实时性要求较高的场合,有很好的应用前景。     

基于视线导航的自主水下航行器编队轨迹控制

编队航行对于提高自主水下航行器的水下作业能力和生存能力具有重要意义,以组成三角形编队前行的三个自主水下航行器为研究对象,基于Leader-Follower编队控制思想和反馈线性化技术设计了d-φ编队控制率,同时,提出了一种变结构控制方法,该方法通过视线导引角计算保持横向轨迹误差最小,进而使自主水下航行器沿预设的航路前进.仿真结果表明所提出的方法切实可行,很好地解决了自主水下航行器协同控制中的编队轨迹跟踪问题.     

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。     

混合坐标系下基于U变换的水下机动目标被动跟踪

针对仅有角测量的单站无源目标在混合坐标系中进行跟踪所出现的问题,本文提出了应用U变换算法进行改进.该算法采用求取σ点和相应权值的办法,就可以直接得到非线性函数的均值和方差等统计特性,而不需要对非线性函数进行线性化处理.通过仿真,并且与传统的卡尔曼滤波算法进行比较,该算法不仅能够对目标进行很好的跟踪,跟踪误差小,而且运算速度也比扩展卡尔曼滤波算法快.     

一种基于多传感器数据融合的目标跟踪算法

论述了目标跟踪的原理和数据融合技术,为了解决移动机器人系统中的传感器存在大量不确定性问题,提出了一种交叉传感器交叉特征(CSCM)数据融合算法,这种算法基于粒子滤波技术,融合多个传感器的信息,合并不同的状态空间模型,以此减弱系统和测量噪声,来估计移动机器人的位置和角度.在仿真实验中,我们分别比较了单一传感器和多传感器数据融合的不同情况,结果表明了这种算法的有效性,并展现了良好的跟踪性能.     

机动目标的模糊自适应跟踪算法

在当前统计模型的基础上，提出了一种基于当前统计模型(CS)的模糊自适应算法(CSFA)。该算法使用了模糊推理技术，使系统状态噪声方差随着机动特性能够自适应调整，提高了系统在目标作非机动或者弱机动时的跟踪精度以及在强机动时的快速响应能力。蒙特卡罗仿真结果表明了该算法的有效性。     

基于雷达/红外神经网络融合目标跟踪算法

提出—种基于雷达/红外传感器神经网络融合的机动目标跟踪算法，利用神经网络的非线性逼近能力，将神经网络与卡尔曼滤波器相结合构成一个非线性估计器，该算法可以对来自红外成像传感器的补充信息加以充分利用，进行机动检测，把计算负荷转移到神经网络，在改善跟踪性能的同时又保持跟踪滤波的计算结构尽可能简单。仿真结果表明所提出的跟踪滤波算法在跟踪应用上优于—般的非线性估计算法，它最明显的优点就是减少了数字计算上的复杂性，提高了跟踪算法的快速性。     

基于转换测量卡尔曼滤波算法的目标跟踪研究

在去偏转换测量中,先以目标的真实位置为条件求出真实的偏差和协方差阵,然后以传感器的测量为条件对真实偏差和协方差求取期望,这种方法求得的转换测量的偏差和协方差阵会引入附加的误差,因而不够精确。针对这种情况,直接以传感器的测量为条件求取转换测量的偏差和协方差阵,这种方法不仅精确而且简单。仿真结果表明算法的有效性。