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机载雷达多目标跟踪技术研究

朱自谦  
【摘要】:多目标跟踪(MTT)技术发展至今已有五十多年的历史,其研究成果在美国、前苏联等国家的军事领域得到了广泛的应用。目前此项技术在民用领域也得到了广泛的应用。论文在分析国内外大量资料的基础上,以工程实现为背景,针对机载火控雷达应用环境, 对MTT系统航迹起始、数据关联、跟踪模型和性能评估等技术进行了系统的研究,并提出了一些有价值的方法,如:通用航迹起始模型、并行联合概率航迹起始逻辑、加权“当前”模型自适应卡尔曼滤波等。 论文第一章首先回顾了现代机载雷达多目标跟踪技术的发展历史,分析和指出了国内外MTT技术的现状和发展趋势;然后对其组成和相关的应用进行了介绍;接着对构成系统的各项技术进行了综合分析;并概述论文所做的工作。 论文第二章在研究现有大量航迹起始方法的基础上,在机载脉冲多普勒雷达环境下,从工程实现背景出发,针对空空、空面(包括:空海和空地)目标的特点,重点对航迹起始方法的结构(模型)和航迹起始逻辑进行了研究。论文提出了一种通用航迹起始模型和并行联合概率航迹起始逻辑,并对涉及的概念给出了说明。蒙特卡罗模拟结果表明,算法不仅克服了原有航迹起始算法的缺陷,保留了它的优点,而且进一步降低了航迹起始平均时间,并且提高了航迹起始正确概率。 论文第三章在“当前”模型的概念下,从工程实现背景出发,提出了一种用于机动目标跟踪的新自适应卡尔曼滤波算法。算法的基本思想是通过对加速度项引入加权因子来进一步突出“当前”信息的作用,为“当前”模型提供更加准确的“当前”信息。 论文第四章在TWS系统中首次提出了瞬时动态误差和瞬态特性的概念。文中导出了一种新的复合机动模型,新模型沟通了两种不需机动检测实现机动目标跟踪模型之间的关系,使这类方法得到了发展和完善。 论文第五章将现有的几种概率数据关联方法等效成相应的网络。在此基础上,根据Kohonen自组织特征映射人工神经网络的性质和特点,导出了一套有效的学习算法。通过大量的仿真验证了新的数据关联方法的性能。 论文第六章在分析现有国内外资料的基础上,针对MTT技术特点提出了一套完整的性能评估方法,文中详细地介绍了MTT性能评估系统各功能模块的定义和计算方法,并对模型中的评估方法进行了验证和开发,最终研制了一套MTT评估系统。 论文第七章对全文工作进行了总结。


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