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无源声探测网批处理目标跟踪算法

林茂  
【摘要】: 无源声探测网目标跟踪是指利用声传感器网络被动接收到的目标声波/次声波信号对其定位和跟踪的技术。相对于有源雷达,具有高隐蔽性、全天候、低成本等优点,是有源雷达探测的有益补充,具有重要研究意义。由于只能被动获取目标方位信息,且声信号在空中传播具有时延,探测率也较低,无源声探测目标跟踪面临一些技术难题。本文针对这一问题,从批处理角度展开较为深入的研究,重点解决了低探测率情况下量测缺失时的无源声探测目标跟踪问题。主要研究工作和取得的成果如下: (1)概括介绍无源声探测系统的基本概念和工作原理,阐述了几种经典的批处理目标跟踪算法,如伪线性估计法、辅助变量法、极大似然法。 (2)针对无源声探测系统的低探测率及目标信息严重丢失的问题,本文提出了基于声传感器网的批处理算法来提高其对目标的探测能力。由于探测概率低,单个声传感器有些时候探测不到目标,导致量测非连续。通过声传感器网络的量测做空间上的累积,再滑窗批处理技术处理,融合结果达到最小二乘意义下的局部最优。 (3)针对无源声探测网多目标跟踪,交叉飞行时容易出现虚假目标点问题,本文采用联合极大似然同源划分法,对量测进行划分,避开虚假点剔除的繁杂问题。累积时空上的量测数据,批处理形式解决方位角的数据关联问题,并结合滑窗最小二乘法进行对各目标的定位与跟踪。 (4)针对本文提出的批处理算法,在声探测数据融合仿真平台上进行了验证,并作了详细的分析和比较。


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