一种可行的临近空间高超声速目标航迹起始方法

针对传统算法在临近空间高超声速目标航迹起始中存在的问题,提出了一种可行的多规则快速航迹起始方法.在分析临近空间高超声速目标特性的基础上,首先通过高度约束和速度约束减少杂波干扰,建立可能航迹,然后利用速度约束和加速度约束建立候选航迹,最后通过角度约束来剔除V字形航迹和确定真实航迹,并进行了Monte Carlo仿真.结果表明:该方法能够在杂波环境下对临近空间高超声速目标进行航迹起始,并且正确航迹起始概率高,虚假航迹起始概率低,平均航迹起始时间短,具有较好的工程应用前景.     

压制干扰下雷达网点目标概率多假设跟踪算法

针对压制干扰下雷达网跟踪中使用概率多假设跟踪(PMHT)算法航迹丢失率高的问题,提出了一种基于数据压缩的雷达网点目标概率多假设跟踪(DC-PPMHT)算法.该算法先将各雷达在压制干扰下由于检测概率下降出现目标暂消的量测数据在空间对准后进行串行合并和点迹合成,并计算数据压缩后各量测点迹的检测概率,然后把计算得到的压缩点迹和检测概率送入点目标PMHT滤波器中进行跟踪.DC-PPMHT算法在压制干扰下的雷达网跟踪中可以降低航迹丢失率,提高航迹跟踪的精度.仿真结果表明,与PMHT算法相比,DC-PPMHT算法在各雷达采取抗干扰措施前、后的航迹丢失率分别降低了4.7％和1.2％.     

一种改进的高超声速目标跟踪算法

根据临近空间高超声速目标运动特点,建立了临近空间高超声速目标运动模型;针对机动目标跟踪问题,在“当前”统计(Current Statistical Model,CS)模型基础上,引入一种利用位置估计值与加速度之间的函数关系自适应调整加速度方差的方法(Adaptive of Distance Estimate Algorithm,ADE),并运用交互多模型算法,提出了ADE-IMM(Adaptive of Distance Estimate Algorithm-Interacting Multiple Model Algorithm)算法,提高了算法对临近空间高超声速目标的跟踪精度。仿真结果表明：该算法兼顾了Singer-IMM算法和CS-IMM算法在跟踪临近空间高超声速目标方面的优点，有更好的跟踪精度。     

一种非合作双基地雷达目标跟踪方法

针对非合作双基地雷达系统的特点,提出了一种能快速找到航迹的目标跟踪处理方法。该方法首先用基于速度的方法起始可能航迹,然后利用跟踪波门技术对后续的测量点集进行相关性检测,接着进入Kalman方法预后续点迹位置的阶段,然后用最近邻域(NN)法搜索出属于该可能航迹的所有点迹,最后进行航迹的确认并开始搜索新的目标航迹。以实测数据为例进行实验,验证了该方法对非合作雷达系统目标跟踪的有效性。     

神经网络校正的EKF在高超声速目标跟踪中的应用

针对临近空间高超声速目标高度非线性、强耦合、高机动、时变参数、和独特气动特性等特点,综合运用军事运筹学理论与方法、系统建模技术、神经网络技术以及计算机仿真等,提出基于神经网络校正的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,并在高超声速目标跟踪中进行了应用研究。采取神经网络的学习能力来克服卡尔曼滤波发散问题,通过卡尔曼滤波后加一级误差处理环节使滤波收敛。仿真结果表明:该算法在目标发生较大机动时仍能保持较高的跟踪精度。     

一种用于杂波中机动目标跟踪的自适应关联波门设计方法

针对传统关联波门设计方法在应用于机动目标跟踪时容易引起失跟现象的问题,提出一种新的自适应关联波门设计方法。该方法在综合交互多模型概率数据关联算法的基础上进行关联波门设计,当波门内不存在有效量测时,首先以最大机动水平对应的模型误差协方差对关联波门进行适当扩大,确保量测点迹进入波门。然后假定目标的机动能力已知,在目标运动状态的预测范围内利用观测信息寻找最小均方误差意义下的最优波门中心。该方法可以从根本上改善关联概率,从而降低失跟率,提高目标跟踪精度。仿真结果表明,与传统关联波门设计方法相比,该方法的失跟率降低了30%~40%,而且目标机动时的跟踪精度提高了20%~30%。实测数据同样验证了该方法的有效性。     

基于贪心策略的多目标跟踪数据关联算法

针对多目标跟踪中数据关联问题,提出一种新的数据关联方法,该算法先计算航迹和点迹的欧式距离以及其状态向量的在1范数下的距离,并将两者的和作为关联测度,构建关联概率矩阵.根据关联概率矩阵,对每条航迹都找到最适合(关联概率最大)的点迹,若点迹只是一条航迹的候选点迹则予以更新,若点迹是多条航迹的候选点迹,则选择其中概率最高的一条航迹予以更新.蒙特卡罗仿真表明,该算法在最大程度上保证了对每条航迹更新的点迹尽量是当前所有点迹中最优的点.     

临近空间等离子体鞘套对太赫兹波传播特性分析

针对高超声速飞行器在临近空间巡航时出现的通信"黑障"问题,根据RAM C提供的飞行试验数据,建立一维等离子体鞘套模型,通过数值计算分析了等离子体与太赫兹波的相互作用机理,并从等离子体厚度、等离子体电子密度、等离子体碰撞频率和太赫兹波入射角等条件得到了太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性曲线。仿真结果表明:把太赫兹波段作为临近空间平台通信,有利于解决"黑障"问题,其中在大气窗口0.22THz处的衰减均在30dB以下。此论证结果可为临近空间平台设计的高超声速飞行器选用通信频段时提供参考。     

一种基于改进快速Hough变换的远程雷达航迹起始方法

针对标准Hough变换起始方法在多目标密集杂波环境虚警率较高和实时性较差的问题,设计了一种快速的Hough变换航迹起始算法,参考了目标的运动情况,采用新的序列采样方法,制定采样终止规则有效减少了计算过程中的采样次数,从而保证了该算法在满足一定的航迹起始成功率前提下,提高了航迹起始的效率。实验证明,该算法可以识别虚假航迹点,起始真正的雷达目标航迹,同时缩短航迹起始的计算时间,可以在雷达信号处理领域中广泛应用。     

基于自适应DBSCAN的雷达目标跟踪算法

直接对三坐标航管一次雷达点迹录取器中录取到的点迹进行航迹起始、跟踪等处理后,会形成大量虚警,运算量大。进行目标跟踪时,候选点迹集合数量庞大是造成目标跟踪过程运算量大的主要原因。文中基于动态自适应DBSCAN聚类算法,结合经典卡尔曼滤波跟踪算法,提出了动态自适应DBSCAN聚类跟踪混合算法,来减少候选点迹集合数量。实验结果证明,本文提出的算法实现了无效点迹数的减少、航迹质量的提高以及运算时间的下降。通过动态自适应DBSCAN聚类跟踪混合算法,能迅速跟踪到三坐标航管一次雷达探测到的目标并形成目标航迹,可以及时发现黑飞目标,将对正常民航飞机飞行的干扰降到最低。     

基于隶属度的概率数据关联算法

分析了点迹-航迹关联中常用的概率数据关联算法,针对此算法在密集目标环境下,尤其是当多个目标的关联波门相交且相交区域存在有效测量时易发生误跟和跟丢的问题,对算法进行了改进,引入了测量隶属度的概念,通过计算各个有效测量与所对应目标之间的统计距离,进而求出各有效测量的隶属度,将相交的关联波门进行拆分,然后对拆分后的各个独立的关联波门分别使用概率数据关联算法进行数据关联,并采用卡尔曼滤波算法对目标进行状态估计.仿真结果表明:改进的数据关联算法相比JPDA算法,正确关联概率下降约3％,计算时间缩短38％.     

一种高超声速雷达目标检测与参数估计方法

工作于特高频/甚高频(UHF/VHF)频段的双基地雷达探测系统可作为高超声速临近空间目标探测的重要手段之一。为了解决探测系统发现与跟踪目标的实时性问题,提出一种基于图像处理器(GPU)的高超声速高动态目标回波信号检测与参数估计方法。研究了GPU用于高速高动态回波信号检测与参数估计的基本原理,给出实现方案的设计过程、原理框图、软件设计步骤及部分代码片段。最后,选择具有代表性参数的信号在实际平台上进行测试,结果表明,利用GPU进行400路4 096数据点的并行计算时间可以控制在200ms内,实时性和估计参数指标满足设计要求。     

高超声速飞行器线性变参数一体化式控制律设计

针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度、侧滑角和偏航角指令对飞行器纵向和横航向运动进行综合控制,在L₂诱导范数意义下实现飞行器三维航迹的鲁棒最优控制.在地心地固参考系内建立高超声速飞行器的数学模型,考虑地球自转、地球扁率、地球引力二阶简谐效应对飞行器运动特性的影响.通过数值仿真检验LPV控制律的控制性能,仿真结果表明：高超声速飞行器闭环系统具有D-稳定性,能够在典型机动中保持良好的航迹控制性能,并且在扰动和测量噪声下具有良好的鲁棒性.     

修正的逻辑航迹起始算法性能研究

修正的逻辑航迹起始算法在原有算法的基础上根据目标的运动特性,在航迹起始阶段对落入相关域中的量测加一个限制条件,以剔除在一定程度上与航迹成V字形的测量点迹。用统计学方法提出了该算法的航迹检测概率和假航迹起始概率显式表达,在理论上指出对原有算法的改进,并用仿真实验验证了分析的正确性。     

基于支持向量机的雷达电子支援措施系统点迹-航迹关联算法

概率数据关联是多源信息融合算法中的关键问题,本文主要对基于雷达和电子支援措施(ESM)双传感器融合的数据关联问题展开研究.由于雷达和ESM传感器方位角数据分布近似相同,可以通过对ESM数据的分析得到判别函数,使用相应的判决规则对点迹和航迹进行关联,这本质上可以看作是一个模式识别问题.本文考虑到支持向量机(SVM)模型在模式分类中的良好表现,建立了基于SVM的雷达ESM系统的点迹-航迹关联模型,使用ESM传感器航迹数据训练SVM模型,对雷达点迹数据进行分类,获得关联结果.最终模拟结果表明:与经典的多假设跟踪算法相比,所提出的算法可有效提高关联准确率.     

THALES S模式二次雷达点迹输入和数据输出探讨

目的寻求THALES S模式二次雷达设备点迹输入和数据输出最佳参数配置方式。方法分析THALES S模式二次雷达点迹输入处理和数据输出方式。结果点迹输入主要任务是一次雷达和二次雷达点迹的获取和配对;航迹输出主要功能是定义覆盖屏蔽字段,用数据链信息更新航迹,发送航迹到MRC,发送航迹或跟踪点迹、假目标、融合点迹到本地维护显示。结论点迹输入处理分为录取和相关两个阶段;数据输出功能,从航迹子功能接收航迹、航迹窗口、点迹数据,然后根据参数的设置输出数据。     

高超声速目标类型的灰色关联识别模型

为了解决高超声速目标类型识别问题这一反导作战的重要环节,在分析高超声速目标速度、高度和航迹特性的基础上,利用灰色关联理论,选取合适的特征指标,建立了高超声速目标类型识别模型,并对所建立的模型进行了实例验证,证实了模型的有效性,为高超声速目标类型识别提供一条有效的途径。     

基于改进蚁群算法的巡航导弹三维航迹规划

针对巡航导弹三维航迹规划的复杂性及其搜索空间大且效率低的问题,提出了一种基于改进蚁群算法的航迹规划方法.将生存概率的优化目标函数由乘积最大化形式转化为和最小化形式,并与航迹段长度的优化目标函数形式一致,提出了允许后续航迹点的概念,将地形条件与航迹规划的约束条件加入搜索算法中,以使规划的航迹更符合实际情形且搜索空间减小,从而提高三维空间航迹规划的效率.仿真实例结果表明,所提出的规划方法可以规划出具有较大生存概率且可接受航程的航迹.     

基于CMKF-D的雷达航迹多径起伏修正

针对某单脉冲测量雷达由于多径效应出现的目标航迹高低起伏现象,实现基于改进当前模型的自适应去偏转换测量卡尔曼滤波(CMKF-D)算法,并合理设置加速度门限以检测目标机动,调整参数自适应处理机动和非机动航迹段。计算结果表明：文中算法能够较好的修正航迹高低起伏。     

空地概率数据关联转换量测滤波算法

针对实际情况下机载预警雷达虚警多、易掉点和俯仰角误差大从而导致目标航迹起始和跟踪困难的问题,以WGS-84坐标系为框架,提出机载预警雷达量测关联地面雷达航迹进行目标跟踪的PDA-UCMKF新算法,推导PDA-UCMKF方法的状态更新和误差协方差更新方程,实现了机载预警雷达对中高空目标的快速跟踪.在杂波环境下仿真对比NN-UCMKF和PDA-UCMKF方法的关联和跟踪效果,表明PDA-UCMKF方法有效、可靠且易于工程实现.