收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

机载无源定位技术与跟踪算法研究

刘学  
【摘要】:在现代高科技战争中,随着电子对抗和防御技术的不断发展,传统的机载有源雷达电磁隐蔽性、抗侦察、抗干扰能力差等弱点日益呈现,正面临着日益严重的威胁,以往单一有源定位体制的机载雷达已不能满足现代作战需要,作为对有源定位系统的补充和完善,机载单站无源定位系统正成为多模探测的一个重要组成部分,备受国内外各军事强国的关注。同时它还具有设备简单、作用距离远、隐蔽性能好、适用范围广和生存能力强等优点,对于提高机载武器系统在电子战环境下的生存能力和作战能力具有重要作用,对现代信息战有着极其重要的军事意义。本课题围绕着机载无源定位技术及其被动跟踪算法展开研究。从定位原理、系统模型、可观测条件、单次定位误差分析、跟踪滤波算法等方面进行详细研究和讨论,提出了相应的解决方法,并进行了仿真测试,使算法的有效性得到了验证。 定位体制、可观测条件和单次定位误差分析是实现无源定位的前提条件,本文首先介绍了基于质点运动学原理的定位理论,在此基础上,结合机载无源定位系统的自身特点,分别使用多普勒频率变化率定位法,相位差变化率和多普勒频率变化率相结合的复合定位方法对系统进行建模,详细分析了两种定位方法的定位原理,然后对它们进行了可观测分析,分别讨论了其各自的适用条件。最后对两种定位方法方法做了单次定位误差分析,得出可一些有意义的结论。为后面研究适合机载无源定位系统的被动跟踪算法打下了基础。 机载无源定位本质上是一个复杂的非线性滤波问题,即利用夹杂噪声的观测数据来获得目标状态的估计。在分析了利用空频域信息无源定位方法的特点以及直接应用传统确定性采样被动跟踪算法性能不佳的原因的基础上,针对系统的可观测性弱、初始状态估计误差大而导致滤波算法稳定性差、收敛速度慢和收敛精度不高等问题,首先提出了基于观测域滤波的确定性采样卡尔曼被动跟踪算法,有效的提高了算法的稳定性和定位精度;然后提出了迭代确定性采样卡尔曼被动跟踪算法,明显的提高了算法的收敛速度和定位精度;最后提出了强跟踪确定性采样卡尔曼被动跟踪算法。提高了算法对观测误差的适应能力。 近年来逐渐兴起的基于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)积分方法的粒子滤波算法为机载无源定位这一非线性滤波问题提供了一种新的解决途径,它摆脱了将状态量视为高斯分布的约束,采用蒙特卡罗随机采样样本来近似状态的后验分布。这部分内容主要研究基于蒙特卡罗随机采样的被动跟踪算法,针对传统的PF算法直接根据状态转移概率抽取的样本与真实后验分布偏差较大的问题,从优选重要性密度函数的角度提出了一种基于3阶球形和径向数值积分粒子滤波的被动跟踪算法,对比求积分卡尔曼粒子滤波算法,新算法在保证稳定性和定位精度的条件下有效的提高了算法的实时性。从重采样角度提出了聚合重采样的粒子滤波算法,有效的减轻了粒子退化和贫化现象,在观测噪声为高斯噪声时其性能与高斯粒子滤波算法和正则化粒子滤波算法相近,当噪声分布为非高斯分布时其性能优于高斯采样和正则化重采样,适用条件更加宽泛。 由于拟蒙特卡罗(Quasi Monte Carlo,QMC)积分技术可以避免采样粒子在状态空间积聚而形成“团簇”和“间隙”的现象,因此它可以获得比MC积分更高的近似精度。最后主要对基于拟蒙特卡罗粒子滤波的被动跟踪算法展开了研究。针对拟蒙特卡罗高斯粒子滤波算法计算量大的问题,结合机载无源定位自身特点,分别提出拟蒙特卡罗自适应高斯粒子滤波算法和拟蒙特卡罗聚合重采样粒子滤波算法,仿真结果表明:两种新算法均在保证滤波精度的同时,有效的减少了QMC采样粒子数,提高了算法的运行效率。另外拟蒙特卡罗聚合重采样粒子滤波算法以聚合粒子为中心,以预测均值为边界的空间内进行拟蒙特卡罗重采样,在有效减少QMC采样规模的同时引导粒子向高似然区移动,优化粒子在状态空间中的分布特性,进而提高了滤波精度,在高斯噪声条件下其滤波性能与拟蒙特卡罗高斯粒子滤波算法相近,当噪声分布为非高斯分布时,其性能优于拟蒙特卡罗高斯粒子滤波算法。适用性更为广泛。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙晨升;廖庆敏;;基于模板匹配的跳水运动视频分析[J];电视技术;2006年S1期
2 夏洋;;基于视频的智能交通系统的研究[J];信息技术;2007年09期
3 孙志海;朱善安;;视频运动目标检测及跟踪算法测试平台设计与实现[J];电子器件;2009年01期
4 席涛;张胜修;原魁;颜诗源;;基于遗传进化策略的粒子滤波视频目标跟踪[J];光电工程;2009年03期
5 杜永军;金勇俊;;对数极坐标域梯度光流跟踪研究[J];计算机工程与应用;2009年10期
6 杜永军;金勇俊;李美丽;;基于注意机制的投影跟踪算法[J];计算机工程与应用;2009年20期
7 郑宏;杨祥令;孙玉坤;白雪飞;罗林;;用户端单相SVG的无功电流跟踪算法[J];江苏大学学报(自然科学版);2009年04期
8 杨祥令;郑宏;白雪飞;罗林;;单相SVG的基波无功电流跟踪算法[J];电气电子教学学报;2009年04期
9 孙彪;;基于单目视觉的运动目标跟踪定位[J];四川兵工学报;2010年04期
10 杨戈;刘宏;;视觉跟踪算法综述[J];智能系统学报;2010年02期
11 曲巨宝;;利用自适应组合模型实现车辆跟踪[J];华东交通大学学报;2010年04期
12 郝路瑶;姚敏立;许华春;;一种改进的“动中通”步进跟踪算法[J];电光与控制;2010年12期
13 殷勤;陈彬;汪莹;熊润;;基于各向异性参数模型的六自由度电磁跟踪系统[J];系统工程理论与实践;2011年02期
14 潘曦;聂玉平;;基于载波辅助的GPS相对动态跟踪算法研究[J];北京理工大学学报;2011年05期
15 吴世文;机载无源定位系统的定位精度[J];电子对抗技术;1995年01期
16 向健勇,杨宜禾,周维真;红外成像系统跟踪算法的研究[J];红外与激光工程;1995年01期
17 吕相银,凌永顺;红外成像制导中的跟踪算法及其抗干扰性能分析[J];航天电子对抗;2004年04期
18 张敏,王河媛,党安红;一种基于最优组合模型的火箭弹跟踪算法[J];无线电工程;2005年05期
19 周宴,肖沙里,姚富光,周志斌,唐跃林;面跟踪算法在快速三维重建中的应用研究[J];微型机与应用;2005年03期
20 李仲荣 ,曲公远;具有智能性质的封闭图形填色算法[J];哈尔滨工业大学学报;1985年A3期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马峻;李思敏;;自然背景条件下激光信号跟踪算法研究[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
2 李嘉伟;孙明;;基于分块LAB特征的粒子滤波目标跟踪算法[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 张涛;费树岷;胡刚;;基于多特征信息自适应融合的视频目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李峥;李宇;田彪;黄勇;黄海宁;;一种水下多目标方位自动跟踪算法的研究与实现[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
5 刘国成;王永骥;;一种基于粒子滤波的单目视觉目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 姚彬;史萍;;视频运动对象的检测与跟踪技术研究[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
8 周斌;王军政;毛佳丽;;基于RBF神经网络的Mean Shift目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 吴川;;基于DSP平台的粒子滤波跟踪算法的实现[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
10 王亚楠;陈杰;甘明刚;;基于差分进化的改进粒子滤波目标跟踪算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘学;机载无源定位技术与跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 邱雪娜;基于视觉的运动目标跟踪算法及其在移动机器人中的应用[D];华东理工大学;2011年
3 高庆华;无线传感器网络中目标跟踪算法的研究[D];大连理工大学;2012年
4 韩日升;基于核的变尺度视频目标跟踪算法研究[D];上海交通大学;2009年
5 卢建国;基于粒子滤波的视频目标跟踪算法研究[D];北京邮电大学;2011年
6 周维;视频监控中运动目标发现与跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2012年
7 卢莉萍;目标跟踪算法与检测处理技术研究[D];南京理工大学;2012年
8 屈剑锋;无线传感器网络数据融合与目标跟踪研究及其应用[D];重庆大学;2009年
9 周浩;复杂场景下视频目标检测及跟踪算法研究[D];云南大学;2011年
10 相入喜;复杂环境下的目标跟踪算法研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董晶晶;视频多目标跟踪算法的研究和实现[D];大连理工大学;2011年
2 王利军;基于增量洛仑兹判别投影的视频跟踪算法[D];大连理工大学;2012年
3 刘腾;基于核的跟踪算法研究[D];南京邮电大学;2013年
4 燕飞;数字波束形成及其跟踪算法研究[D];电子科技大学;2010年
5 阮海林;卫星测高波形重跟踪算法在台湾周边海域的应用研究[D];国家海洋局第三海洋研究所;2010年
6 张中仅;多天线测控系统数字盲波束跟踪算法研究及硬件实现[D];电子科技大学;2011年
7 李岸;目标跟踪算法及其在小区视频监控中的应用[D];中南大学;2012年
8 周文;运动车辆视频序列跟踪算法的研究[D];中南大学;2011年
9 陈家波;视频中运动目标跟踪算法的研究[D];苏州大学;2012年
10 付华;智能视频分析中目标跟踪算法的研究与实现[D];电子科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 北京中电华大电子设计有限 责任公司 侯劲松 张萍 李志梁 刘伟平;版图验证的应用及发展[N];计算机世界;2005年
2 记者 张亮;电脑染色技术让黑白电影变彩色[N];科技日报;2005年
3 李世华;第四军医大研制出超宽谱生命探测仪[N];中国企业报;2008年
4 王雪飞;超宽谱探测雷达研究获突破[N];健康报;2008年
5 ;视频压缩软件进军监控领域[N];中国财经报;2001年
6 孟雄晖;解析加密软件[N];中国计算机报;2002年
7 通讯员 杨莉;大连海大一课题获863计划立项[N];中国水运报;2009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