纯方位目标运动分析方法研究

【摘要】： 被动式纯方位目标运动分析（BO-TMA）是一种从探测器所观测到的加噪方 位信息中估计目标运动要素的方法。其算法比较简单，运算量较小，因而在航 海、航空等领域中得到了广泛的应用。本文在现有研究成果的基础上，对二维 的BO-TMA系统的可观测性进行了讨论，研究了单基阵测量定位和多基阵测 量定位的定位方法、定位算法及算法的估计性能，并进行了仿真计算，为纯方 位被动定位系统的设计提供了一定的理论依据。 论文针对在研究过程中所出现的问题和解决方法进行了以下研究： 1．首先对二维平面中的运动目标建立了数学模型，用非线性系统理论对目 标的可观测性进行了讨论，并给出系统可观测的充要条件以保证对目标跟踪定 位的唯一性。 2．对一特殊的本舰—目标运动模型，使用传统的最大似然估计法、伪线性 最小二乘法及非线性辅助变量法进行了BO-TMA方法研究，并分析比较了各 估计方法的性能。 3．研究了卡尔曼滤波法在BO-TMA的应用。论文中讨论了三种卡尔曼滤 波定位方法，即广义卡尔曼滤波法、伪线性卡尔曼滤波法和修正极坐标中的卡 尔曼滤波法。针对这三种不同的方法分别对系统建立了适当的数学模型，并给 出相应的滤波方程，从理论上分析了各方法的估计性能。 4．提出一种自适应加权和卡尔曼滤波相结合的BO-TMA新方法。论文中 利用贝叶斯估计理论对这一算法进行了详细的推导，并给出了算法的结构框 图，分析了算法的特点和在工程中的实用性。 5．研究了双基阵测量定位方法。首先给出了双基阵BO-TMA的数据融合 模型，讨论了双基阵测量定位的可观测性，在系统可观测的条件下，讨论了双 基阵联合测量的最大似然估计法和卡尔曼滤波算法。