收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于EKF的高频地波雷达目标高度估计

张硕  
【摘要】: 高频地波雷达利用垂直极化的高频电磁波沿海面绕射传播损耗低、传播稳定的特点,可实现对海面舰船目标及掠海飞行的低空和超低空目标的超视距探测,以补偿微波雷达的盲区。由于高频段构成仰角窄波束困难,高频雷达(地波和天波)不具备测高能力,因此一贯缺乏飞行目标高度信息。本论文在现有的地波雷达目标高度估计方法的基础上,详细研究基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的高频地波雷达目标高度估计方法,提出改进的Howland方法和高度/RCS起始的HPEKF算法。 首先,从高频地波雷达的雷达方程入手,通过对其中各个参量的理论分析,阐述地波雷达目标高度估计的基本原理。在此基础上,对现有的高度估计方法,如最小平方估计器、Howland方法、高度/RCS模糊估计器等,进行原理性介绍,通过分析指出现有方法中存在的不足。 其次,针对Howland方法由于状态模型不准确而造成精度低、实用性差的问题,提出一种改进的Howland方法。该方法在Howland方法的基础上采用AR模型对RCS的随机起伏建模,并根据RCS的随机起伏自适应地更新AR模型系数,使其更准确地描述RCS起伏的动力学特性,从而保证系统状态模型的准确性,达到模型与观测值相匹配。先是给出在AR模型系数已知的条件下的改进的Howland方法,随后给出在RCS起伏已知的条件下的AR模型系数估计算法,将以上两种在理想条件下得到的算法融合,最后给出在AR模型系数未知的条件下的改进的Howland方法;同时,针对Howland方法由经验给出初始值的局限性,应用高度/RCS模糊估计器中的模糊初值选取算法为改进的Howland方法提供初始值。仿真表明,改进的Howland方法高度估计的相对误差约为10%,比Howland方法降低30%以上。在对XXXX雷达站的飞机目标试验数据的处理结果中,改进的Howland方法得到的高度估计的相对误差约为40%,比Howland方法降低40%以上;绝对误差也达到了300m左右,比Howland方法降低200m以上。 最后,针对模糊初值选取算法需要大量先验知识的问题,提出一种在没有先验知识的情况下获得目标高度/RCS初始值的方法,即高度参数化的扩展卡尔曼滤波(HPEKF)算法。该方法应用若干个独立的扩展卡尔曼滤波器并行滤波,各个滤波器分配一个不同的高度/RCS初始值,根据贝叶斯准则递归计算各个滤波器对应的权值,随着对观测的积累,高度初始值接近目标真实高度的滤波器权值逐渐占优,输出的高度估值不断逼近目标真实高度,将起始结束时刻输出的高度/RCS滤波值作为所要的初始值。仿真结果说明,在一定条件下,HPEKF算法可以提供相对误差较小的高度/RCS初始值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张硕;金永镐;郭汝江;权太范;;高频地波雷达目标高度估计的AR模型方法[J];现代防御技术;2007年02期
2 万显荣,柯亨玉,杨子杰;HSP50216在高频地波雷达数字IF接收机中的应用[J];现代雷达;2003年11期
3 李健巍,权太范;高频地波雷达多普勒信号的AR预测恢复[J];雷达与对抗;1998年04期
4 高火涛,柯亨玉,吴世才,杨子杰,侯杰昌;高频地波雷达探测距离的预估及分析[J];现代雷达;1999年05期
5 高火涛,柯亨玉,杨子杰,吴世才,候杰昌;高效紧凑的高频地波雷达天线阵列设计[J];电子学报;2002年06期
6 高火涛,吴世才,侯杰昌,杨子杰;高频地波雷达天线阵方向图的近场聚焦技术[J];武汉大学学报(理学版);2001年05期
7 邱小勇,杨子杰,王淑融;高频地波雷达可编程同步控制器的FPGA实现[J];武汉大学学报(理学版);2002年03期
8 周浩,文必洋,刘海文;高频地波雷达海洋表面矢量流合成[J];武汉大学学报(理学版);2001年05期
9 胡松,柯亨玉,文必洋,程丰;高频地波雷达下的多目标跟踪数据处理[J];武汉大学学报(理学版);2003年03期
10 陈泽宗,杨子杰,柯亨玉;高频地波雷达VXI总线接口电路的设计[J];武汉大学学报(理学版);2004年03期
11 强勇,焦李成,保铮;用进化算法估计高频地波雷达海洋回波的DOA[J];自然科学进展;2004年09期
12 王锦华,石振华;高频地波雷达应答器的设计[J];计算机测量与控制;2004年12期
13 毛兴鹏,戴伏生,于长军;高频地波雷达电台干扰的抑制[J];系统工程与电子技术;2005年02期
14 郭万海;张淑芳;闫国玉;马玉林;;高频地波雷达作战效能评估方法研究[J];现代防御技术;2008年02期
15 许丹,田建生,吴世才;基于DSP的雷达信号采集处理系统[J];武汉大学学报(理学版);2001年05期
16 马合营,杨子杰,王成虎;基于DDS技术的雷达波形产生系统[J];武汉大学学报(理学版);2002年03期
17 ;遥感、遥测、遥控[J];中国无线电电子学文摘;2003年02期
18 康勇 ,田建生 ,刘欢 ,徐满 ,周玲;用DSP和CPLD实现的雷达发射机监控系统[J];电子技术;2005年07期
19 郭汝江,袁业术,权太范;高频地波雷达飞行小目标跟踪方法研究[J];电子学报;2005年09期
20 闫国玉,郭万海;高频地波雷达传播特性及其探测距离分析[J];舰船科学技术;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 敖振浪;何艳丽;周武;;高频地波雷达探测海面风场对比试验及误差分析[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
2 康勇;杨子杰;钟志峰;张树杰;;基于DRFM的高频地波雷达回波模拟器设计[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
3 康勇;杨子杰;田建生;王勤;;高频地波超视距雷达干扰源及其抗干扰技术综述[A];第二十届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2010年
4 张猛;李永东;;基于扩展卡尔曼滤波器的无机械传感器永磁同步电机控制[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
5 曾美艳;李扬;张宁;李木飞;;基于动态编程的高频地波雷达检测性能分析[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
6 陈聪;柯亨玉;龚子平;;小型宽带高频地波雷达发射天线设计[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
7 张波;马忠成;;蛙人目标强度的水下测量[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
8 朱新华;王立冬;;多传感器定位误差的滤波方法研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
9 敖振浪;何艳丽;周武;;高频地波雷达探测海面风场对比试验及误差分析[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年
10 宗成阁;国磊;;基于BP神经网络的海上目标检测[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晓静;多频高频地波雷达目标检测与跟踪技术研究[D];武汉大学;2010年
2 刘斌;分布式高频地波雷达阵列误差有源校准[D];武汉大学;2012年
3 龙超;高频地波雷达阵列优化与校正算法研究[D];武汉大学;2012年
4 仇永斌;双基地高频地波雷达海杂波特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 张雅斌;高频地波雷达干扰与海杂波信号处理研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 杨俊;高频地波雷达干扰抑制方法研究[D];武汉大学;2004年
7 郭佩芳;地波雷达遥感资料的反演及应用研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
8 李雷;高频雷达自适应抗干扰技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 李波;基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 张玉燕;基于LD自混合干涉的位移及速度测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张硕;基于EKF的高频地波雷达目标高度估计[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 王佳彬;高频地波雷达飞行目标高度估计的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 韩瑞斌;高频地波雷达中自适应波束形成算法的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 曹林;基于宽带信号的高频地波雷达探测船舰目标的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 陈子栋;多载舰高频地波雷达目标回波及杂波特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 张文敏;高频段电离层特性及雷达综合频率选择方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 周江涛;高频地波雷达数字上变频设计[D];武汉大学;2004年
8 李波;T/R-R高频地波雷达探测范围分析及目标配对算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 韩真真;T/R-R高频地波雷达海杂波特性分析及目标配对研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 郝忠文;舰载高频地波雷达海杂波抑制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 章徼 记者 叶晨阳;全省首个高频地波雷达落户温岭[N];台州日报;2011年
2 记者 袁雪梅 实习生 刘白柳 通讯员 彭昌清;高频地波雷达项目签约宜昌[N];三峡日报;2008年
3 龚向前;高频地波雷达研制成功[N];中国测绘报;2001年
4 ;我国高频地波雷达浮出水面[N];北京科技报;2001年
5 龚向前 刘志伟;武汉大学研制出高频地波雷达[N];科技日报;2001年
6 本报记者 刘志伟;为广袤的海疆装上千里眼[N];科技日报;2005年
7 记者陈千学;海南总队 勤务部署科学确保起步稳健[N];人民武警;2010年
8 北京首放;两大实战原则参与反弹行情[N];东方早报;2007年
9 胡敏聪;多空能量对比决定后市[N];中国证券报;2007年
10 张建良;七二四所研制出新一代数字化雷达[N];中国船舶报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978