文档介绍：西北二二业士学位论二大
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北大学祠颐士掌位宝仑文
第一章绪论
夸课题的背景和意义
在现代战争中,随着中、远程防空力量的加强,六十年代以来,各国前线航
空兵作战范围及空中袭击区域,在战术上逐渐发展了利用地形、低空、近程、超
低空、全方位、多层次、高速突防,同时伴有电子干扰。鉴于目前防空系统的特
点,近程低空和超低空突防的可能性越来越大。例如,低空高性能飞机,它可以
穿过中、远程警戒雷达防空网,从固定架设的雷达探测区潜入,对战略要点进行
突然袭击。为了保护舰船、海岸、地面设施,低空和超低空近程搜索雷达就应运
而出,用来填补防空网的间隙和低空盲区,做战略要点的防空监视和空中目标的
指示。
因此,现代战争已将我们的注意力转移到目前迫切需要解决的近程低空、超
低空防御上,这也是近几年来近程低空搜索雷达迅猛发展的主要原因。对于低空
搜索雷达,除具有良好的低空抗干扰能力外,还应具有多目标处理能力和快速反
应能力,后者将是本文研究的重点。
边扫描边跟踪雷达是一种在连续跟踪目标的同时,还继续对空间进行搜索的
雷达。它在传统搜索雷达的基础上,借助计算机,能够实现多目标的快速跟踪。
要跟踪目标,首先要找出目标的位置参量和运动参量,即要找出一种算法,利用
目标的运动规律,对雷达测量数据进行滤波和外推处理,求出目标参量,实现多
个目标的航迹运动轨迹跟踪。
迄今为止,关于边扫描边跟踪雷达航迹跟踪问题,人们已经做了不
少工作,提出了许多有效的算法,同时也存在许多未解决的问题,下面就雷
达航迹跟踪算法的发展状况及存在的问题作一简述。
机动目标模型的发展及分析
自从滤波问世以来,人们主要着眼于轨道飞行体的状态估计,但如
何确定合适的目标运动方程即目标机动的建模,则成为机动跟踪的主要问题。
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从以往的文献中,可以看出人们在这方面的努力。对目标机动的相关加
速描述,以及用模型噪声强度对机动幅度的统计等效,增强了其滤波器对付目标
机动的能力,但导致目标简单运动时滤波精度的降级是令人遗憾的。不仅
推广了模型的结构,而且把目标的机动输入拟为一个半马尔可夫过程,
这样从他所给出的模型结果上看是很有吸引力的。
我国学者周宏仁提出了机动目标“当前”统计模型。并在此基础上,提出了
相应的均值和方差自适应跟踪滤波算法,该算法采用修正的瑞利分布来描述机动
加速度的统计特性,因而更加符合实际。
和等人在广义伪贝叶斯算法的基础上,提出了一种具有马
尔科夫切换系数的交互式模型滤波算法,其中多个模型并行工作,目标状态估计
是多个滤波器交互作用的结果,由于该算法不需要机动检测,因而,从理论上讲,
不存在机动检测所带来的必然延迟,也不存在门限的设置和模型切换时的初始化
问题,达到了全面自适应的效果。
在上面的不同方法中,有些试图用随机性去描述机动的不可知性,因而有从
一阶相关噪声到半马尔可夫链的等效。也有把机动视为确定性的输入,这对不能
拟为噪声的机动是合理的。在各自假定的条件下,上面的方法都有较好的效果。
而多数方法则均是从目标机动的建模出发,即如何建立一个既与实际情况吻合程
度大,而又易于用数字方法描述的目标机动模型。同时又对扰动项噪声、杂波
千扰和目标机动作了许多人为的限制。但是,模型建立的如何,将直接影响到
机动跟踪的准确度和精确度,特别是对完全依赖于模型的模型敏感滤波方法如
滤波尤为如此。同时,还带来一个问题,就是机动目标模型的复杂化
将影响滤波的实时性。
目标跟踪中的航迹相关处理
多目标跟踪问题,就是从测量到信息之中找出己发现目标的轨迹和新目标的
轨迹。
雷达一般总是工作在多目标环境下的,围绕此问题已形成了许多目标跟
踪算法,而传统的且在工程上易于实现的算法是采用波门相关技术,但如何选择
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合适的波门最好能自适应时,则又出现了相关成功与错误的矛盾。同时,相
关性能的好坏也直接影响到航迹质量。
在多目标跟踪环境下,点迹与航迹进行相关,相关上的点迹对航迹进行更新。
如果航迹被错误的点迹所更新,会导致滤波器对目标的跟踪性能显着恶化。为了
解决混和相关问题,出现了大量文献,提出了各种各样的相关滤波算法。
等人提出了对单一目标的次扫描滤波算法,当接受到一组测量值以后,对每个
测量值都形成一个假设。对所形成的一组假设,如果其最后的个测量值相同,
则这些假设合并为一。对每个假设的滤波处理,以状态预测的非中心二阶矩最小
为准