文档介绍：工学硕士学位论文

基于信息融合的雷达/红外复合制导
目标跟踪方法研究

王文斐

哈尔滨工业大学
2006 年 6 月
国内图书分类号:
国际图书分类号:

工学硕士学位论文

基于信息融合的雷达/红外复合制导
目标跟踪方法研究

硕士研究生: 王文斐
导师:王庆超教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 一般力学与力学基础
所在单位:航天学院
答辩日期:2006 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
.:

Dissertation for the Master Degree in Engineering

RESEARCH ON TARGET TRACKING OF
RADAR/IR MULTI-GUIDANCE USING
INFORMATION FUSION

Candidate: Wang Wenfei
Supervisor: Prof. Wang Qingchao
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: General Mechanics and
Foundation of Mechanics
Affiliation: School of Astronautics
Date of Defence: June, 2006
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
作为复合制导的关键技术之一,信息融合技术对于提高系统对目标的探
测、识别和跟踪能力,提高精确制导武器系统自身的生存能力具有重要意
义。本文主要研究了雷达与红外复合制导背景下基于信息融合的目标跟踪方
法,课题来源于国家自然科学基金项目“一类复杂系统中无源化近似自适应
逆控制研究”。
目标跟踪在军事领域占据着重要位置,只有可靠且精确的跟踪才能有效
的对目标实施打击。针对目标不同的机动水平,研究了相应的机动目标模型
和滤波算法。当目标做轻微机动时,将机动加速度看作噪声采用扩展卡尔曼
滤波(EKF)可以得到很好的跟踪效果。当目标做大的机动时,可以采用自适
应的变维滤波器(VD)和交互式多模型(IMM)算法。仿真表明,对于大机动目
标,IMM 算法可以获得更好的跟踪效果。
由于红外传感器只能获得角测量信息,在直角坐标系下子跟踪系统不稳
定,抗干扰能力差。本文在对分布式融合模型和航迹融合算法研究基础上,
设计了一种基于加权航迹融合的雷达/红外部分反馈分布式航迹融合模型。
并给出了相应的滤波算法和航迹融合方法。仿真结果表明,与无反馈模型相
比,该模型大大提高了局域融合的精度,同时增强了系统抗干扰能力。
在对引入径向速度测量后雷达跟踪性能进行分析的基础上,提出了一种
基于测量信息组合优化的雷达/红外分布式融合方法。该方法将包含速度信
息的观测量进行分离组合,构成红外传感器的伪测量向量,真正实现了信息
的优势互补,有效利用。仿真结果表明,与无径向速度测量的融合模型相
比,本文所提出的方法不仅提高了红外子跟踪器的局域融合效果,而且明显
地改善了全局融合估计精度。

关键词信息融合;目标跟踪;扩展卡尔曼滤波
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
As one of the key technologies for multi-guidance, information fusion has a
great significance to increase target detection, identity and tracking ability of the
guidance system, as well as the survival ability of the system. The target tracking
methods based on information fusion of Radar/Infra-red (IR) multi-guidance are
studied in this th