天波超视距雷达机动目标检测方法

天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)实现长时间相干积累,但这种基于目标速度恒定的方法对于机动目标的效果并不好.提出了一种基于目标运动参数估计的OTHR机动目标检测方法.该方法首先确定机动目标的运动参数的大致范围,然后对其运动参数进行估计,之后对其径向加速度进行补偿,最后对经加速度补偿后的目标信号进行相干积累并在距离-多普勒平面上进行二维恒虚誓检测.仿真结果表明,该方法能够增强OTHR对机动目标的检测能力,运算效率高,实用性强.     

集成多普勒观测的目标机动检测算法

基于决策的单模目标跟踪方法的关键是及时而稳健的目标机动检测,充分利用目标多普勒观测量能够有效提高机动检测性能。提出一种集成多普勒观测的目标机动检测算法,利用基于马氏距离的预测寻优方法,克服了多普勒观测噪声水平较高时估计式无解的情况,提高了加速度估计精度;基于奈曼皮尔逊准则设计机动检测器,避免了因目标机动检测的滞后性带来的门限漂移。仿真实验表明,算法提高了加速度估计的精度和稳健性,显著降低了平均检测延迟,有效提高了机动检测性能。     

改进的通道补偿法检测高频雷达机动目标

通过FFT进行相干积累以提高SNR的高频雷达传统信号处理方式无法有效发现机动目标。基于低的算法复杂度和处理实时性的考虑,提出了改进的多通道补偿算法检测高频雷达机动目标。首先对补偿后的通道-多普勒谱图进行频率校正以弥补补偿导致的信号频率偏移,进而根据选大的原则以及设置掩模函数进行通道合成以实现抗杂波发散的单通道检测,最后引入峰值检测进一步降低运算量和虚警。理论分析和数据处理都表明该算法具有低运算量、低虚警以及稳健的特点,因而具备较强的工程实用性。     

机动目标跟踪的多模型多机动策略算法

在机动目标运动过程中引入机动决策的概念,建立了具有多个运动模式与多种机动决策的目标运动模型.并针对目标运动的多模式与多机动决策的特点,提出了一种多个运动模型与多种机动决策共同交互的机动目标跟踪算法.最后利用计算机仿真手段对所提出的交互式多模型多机动策略跟踪算法进行了验证,仿真结果显示此目标跟踪算法对于跟踪以多种机动策略实时机动的目标不仅是有效的,而且较之传统的交互多模型算法,跟踪性能更加优越.     

目标机动检测算法综述

对机动目标跟踪中的机动检测技术进行了较为全面的综述.首先将机动检测表述为变化检测问题;然后给出了现有机动检测技术的三种分类方法;随后以检测器输入为主线对现有机动检测算法做了详细的介绍,指出了各种算法的基本原理、优缺点及相互关系;最后展望了机动检测技术的发展方向.     

基于STAP的空中机动目标检测方法与仿真研究

由于机动目标回波的多普勒频率随时间变化(即发生多普勒走动),因此常规的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)方法对于这类目标的检测效果很差.提出了一种基于修正匹配滤波器的空中机动目标检测方法,该方法首先通过子空间投影抑制杂波,然后采用修正的匹配滤波器对目标的多普勒走动项进行补偿,能够在目标存在多普勒走动的情况下,获得满意的动目标检测结果.仿真结果表明,该方法能够增强机载雷达对空中机动目标的检测能力.     

一种圆周机动目标的机动中心估计方法

机动目标跟踪是无源探测中的关键问题,文章针对无源探测中飞行器常见的圆周机动轨迹跟踪问题,提出了一种改进的机动中心次优估计方法。通过对三点定圆方法中三点构型对圆心估计误差影响的分析,提出了一种基于对弦进行对称分组、增加交点集合过滤规则和加权平均来提高估计精度的方法,该方法有效地解决了弦中垂线交点法在噪声条件下估计误差大的问题。之后用本方法与机动中心坐标系法相结合对飞机的圆周飞行轨迹进行滤波,仿真结果验证了文中方法的有效性。与传统的弦中垂线相交法及最小二乘法相比,该方法在相同误差条件下,具有更小的计算量。

Abstract：

Maneuver target track is a key issue in passive location,and a suboptimal improved approach to estimate maneuver center was put forward based on circular maneuver track of aircraft. Through trigonometry error analysis in circle decision,a method was proposed by symmetrically sorting chords,adding filter rules for intersection set and weighted average,and this method overcame large estimation errors in traditional perpendicular bisector intersection method （PBIM） when polluted by noise. The suboptimal one and maneuvering-center coordinates approach were used to track circular maneuver of aircraft and the results show effectivity of this method. Comparing with traditional PBIM and least-squares procedure,the suboptimal method has similar error and less computation overhead.     

非全测状态下的机动目标跟踪

针对空空导弹制导过程中可能出现测量信息不全的情况,以机动目标的“当前”统计模型为基础,在螺旋机动目标模型下对机动目标进行了跟踪滤波。在深入研究了扩展卡尔曼滤波算法、衰减记忆扩展卡尔曼滤波算法的基础上,利用改进的强跟踪滤波算法进行了非全测状态下的机动目标运动信息估计。仿真实验表明:改进的强跟踪滤波算法不仅能很好地完成速度和距离跟踪;如果加上多普勒速度测量,改进的强跟踪滤波算法还可跟踪上加速度。仿真结果表明了改进的强跟踪滤波算法的有效性。     

基于特征的雷达目标机动检测算法综述

根据机动检测器所利用的信息不同,雷达目标机动检测算法可分为基于跟踪滤波器信息的机动检测和基于特征信号的机动检测两大类。首先分析了传感器特征信息与目标机动模式之间的关系,给出了基于特征的机动检测算法的3种分类方法,并以检测器所利用的特征信息为线索对机动检测算法做了详细的介绍,分析了各种算法的基本原理、假设条件和优缺点。     

高速机动目标长时间相参积累算法

在高速高机动目标的长时间相参积累过程中,跨距离单元和跨多普勒单元现象的出现会导致雷达回波增益急剧降低,进而影响雷达目标检测能力。针对上述问题,提出一种高效的长时间积累算法。该算法首先对脉压回波信号做keystone变换消除目标的距离走动,然后利用改进相参积累型平滑广义三阶相位函数与改进相参积累型平滑三阶相位函数分别完成对目标的二阶与一阶加速度的估计,最后使用De-chirp技术消除目标的高阶多普勒相位项,完成回波在距离-多普勒维度上的聚焦。由于所提算法利用了雷达回波的相参特性并通过恒定延迟引入机制,因此表现出优异的抗噪声性能与参数估计精度。仿真实验和理论分析都证实了所提算法的有效性与抗噪声鲁棒性。     

多站雷达中机动目标高精度跟踪分析

在快速卡尔曼滤波跟踪算法的基础上,提出了一种机动目标位置和速度的高精度卡尔曼滤波算法,用于仅提供距离和测量的多站雷达系统对机动目标的高精度定位和高精度测速。多站雷达系统提供给数据处理中心的距离和信息,通过滤波迭代算法估算出目标的位置和速度。对机动目标的仿真实验结果表明,该算法不仅改善了以前文献中目标位置的定位精度,而且对目标速度也同样具有优良的测量性能。     

组网雷达系统对于高加速机动目标的精确跟踪研究

针对多基地雷达系统跟踪近距离高加速机动目标的场合,提出了一种并行扩展卡尔曼滤波算法。该算法首先建立起组网雷达群跟踪目标运动形态的观测模型,然后将三维加速度矢量引入到目标的运动模型中,通过并行计算的方式,在对加速度进行合理估计的基础上对量测数据进行卡尔曼滤波跟踪分析,获得目标的精确轨迹。仿真结果表明,该算法不仅能快速精确计算目标的位置和速度,而且具有很好的瞬态特性和稳态特性。     

基于瞬时测频原理的高机动隐身目标检测算法

高速、高机动隐身飞行器严重压缩了防空导弹雷达导引头的探测威力,而通过增加相参积累时间提高导引头灵敏度是解决此问题的有效技术途径之一。提出一种基于瞬时测频原理的长时间相参积累算法,用于脉冲多普勒雷达导引头对隐身目标的检测。该算法将电子对抗领域成熟的瞬时测频技术创新应用于雷达导引头的目标检测过程中,通过对弹目相对加速度的盲估计,补偿回波信号中的二次项,使得因弹目相对加速度产生的频谱展宽问题得以解决。补偿后的回波信号相参积累时间得以增加,这使得导引头检测灵敏度随之提高。仿真条件下,此算法将导引头的截获灵敏度提高了12.5 dB,作用距离提升一倍有余。此算法还可以推广应用到弹目加加速度或者更高次项存在的情况。     

距离-多普勒-时间三维雷达数据中的目标能量积累

根据连续多帧雷达距离-多普勒数据中的目标位置关系,提出一种积累距离-多普勒-时间三维空间中目标轨迹的方法。该方法采用多普勒维的移位运算,校正目标的帧间多普勒频移,通过矩阵重组,将校正后的距离-多普勒-时间三维数据分解为并列的距离-时间二维矩阵,最后通过积累重组的二维矩阵中的近似直线的目标轨迹来实现目标能量的长时间积累。该方法采用移位和累加运算完成,运算量小,可在工程应用中实现。实测数据的实验结果表明该方法能大大延长雷达信号的积累时间,有效提高目标的检测概率。     

Nonlinear differential geometric guidance for maneuvering target

Based on the idea of zeroing the line of sight rate(LOSR),a novel nonlinear differential geometric(DG) law for intercepting the agile target is proposed.In the first part,the DG formulations are utilized to describe the relatively kinematics model of missile and target,and the nonlinear DG guidance(DGG) law is proposed based on the nonlinear control theory to eliminate the influence brought by target.Further,the missile guidance commands are derived to overcome the information loss caused by decoupling condition,the new necessary initial condition is developed to guarantee capture the agile target.Then,the designed nonlinear DGG commands are transformed from an arc-length system to the time domain.A desirable aspect of the designed guidance law is that it does not require rigorous information about target acceleration.Representative numerical results show that the designed guidance law obtain a better performance than the traditional DGG law for agile target.     

Rotational parameters estimation of maneuvering target in ISAR imaging

The rotational parameters estimation of maneuvering target is the key of cross-range scaling of ISAR (inverse synthetic aperture radar), which can be used in the target feature extraction. The cross-range signal model of rotating target with fixed acceleration is presented and the weighted linear least squares estimation of rotational parameters with fixed velocity or acceleration is proposed via the relationship of cross-range FM (frequency modulation) parameter, scatterers coordinates and rotational param...     

高斯背景下距离扩展目标的恒虚警率检测

对宽带高分辨率雷达(HRR)中的距离扩展目标进行检测,若还采用分辨雷达的检测方案,目标回波的全部能量得不到充分利用,会影响雷达的检测性能。提出了一类基于二进制积累的距离扩展目标检测算法,推导出了它们的平均虚警概率和平均检测概率的数学解析式,并进行了性能分析和比较。这些方法较常规低分辨雷达方法可获得目标信噪比8个多分贝的性能改善,且这些次优积累的高分辨雷达距离扩展目标检测方法具有易于工程实现的优点。     

Signal decomposition of HF radar maneuvering targets by using S~2-method with clutter rejection

Multiple maneuvering targets signal processing in high frequency radar is challenging due to the following difficulties:the interference between signals is severe because of significant spread of the target Doppler spectrum,the low signal to clutter ratio (SCR) environment degrades the performance of signal processing algorithms.This paper addresses this challenging problem by using an S 2-method and an adaptive clutter rejection scheme.The proposed S 2-method improves the S-method by eliminating interference between signals,and thus it enables multi-target signals to be reconstructed individually.The proposed adaptive clutter rejection scheme is based on an adaptive notch filter,which is designed according to the envelop of the clutter spectrum.Experiments with simulated targets added into radar sea clutter echo and real air target data illustrate the effectiveness of the proposed method.     

New computing method of weighted coefficients for tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter

To avoid or reduce the influence of unpredictable motion mode on data association, a new computing method of weighted coefficients of measurements for PDAF is presented in which it is assumed that the current turn rate of a maneuvering target changes within a limited range and its turn may be in arbitrary direction during data association. Thus, the predicted center for computing the weighted coefficients is a curved surface in 3-D space, which differs from the predicted center for setting up a validation gate, namely, a point in 3-D space. The distance between a measurement and the curved surface is used to compute its weighted coefficient. To reduce the computational complexity of weighted coefficients, the formulas for computing the maneuvering direction angle and turn rate corresponding to a measurement are presented. Simulation results show the proposed method reduces the percentage of lost tracks and improves the state estimation accuracy in tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter.