天基红外预警系统轨迹关联与跟踪关键技术研究

【摘要】：天基红外预警系统轨迹关联与跟踪技术是天基预警信息处理的关键技术之一。针对天基红外预警系统轨迹关联与跟踪的特点,研究了多传感器的角轨迹关联方法和含无序量测的多传感器目标跟踪滤波算法。为了充分验证算法的有效性,设计了天基红外预警仿真系统,对天基红外预警系统轨迹关联与无序跟踪算法进行了仿真验证。 论文的内容主要包括以下三个部分。 第二章,对多传感器角轨迹关联的方法进行了研究。分析了基于几何的被动二维角轨迹关联算法和流程,并重点讨论了基于全局最优的角轨迹关联方法。采用基于全局最优轨迹关联方法和基于倾角差统计量关联方法对高轨和中低轨角轨迹关联的问题作了仿真,分析了视线误差和轨迹持续时间对关联性能的影响。 第三章,针对天基红外预警系统量测角轨迹无序到达的情况,研究了含无序量测的多传感器跟踪滤波方法。给出了地心惯性坐标系和星体坐标系的定义及转换公式,分析弹道目标中段的运动状态方程和测量方程,推导了基于扩展卡尔曼的前向预测多步滞后无序量测滤波算法。 第四章,设计了天基红外预警的仿真系统。构建了基于基本对象模型(Base Object Model, BOM)的系统仿真架构,设计了联邦成员组成和成员功能,设计了仿真系统的工作流程,基于开发的仿真系统验证了轨迹关联和含无序量测跟踪滤波的性能。 论文的研究成果对天基红外预警目标跟踪过程深入研究具有较大的参考价值,同时也对整个天基红外预警系统提供一定的技术支持。