收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

加速运动目标检测及跟踪技术研究

刘建成  
【摘要】: 提高雷达对机动目标的探测和跟踪能力是当前雷达技术领域所面临的前沿课题和紧迫任务。论文以弹道导弹防御为主要背景,利用时频分析方法进行加速运动目标的检测及加速度参数的估计,并把估计得到的加速度测量作为新增观测量引入到目标跟踪中,其研究成果主要体现在: 1)从理论上分析了FRFT对LFM信号的检测性能、参数估计精度和分辨性能。推导了时限线性调频(LFM)信号的分数阶Fourier变换(FRFT),根据其幅度特性确定了峰值所在分数阶Fourier域的位置及其对应的信号参数。由此说明,FRFT适合处理含有未知参数的LFM信号。从输出信噪比(SNR)的角度,分析了FRFT在处理高斯白噪声背景下含有未知参数LFM信号的检测性能。结果表明,在高SNR条件下,FRFT处理含有未知参数LFM信号的输出SNR仅比理想情况(即信号参数已知)下的匹配滤波低3dB。从参数估计精度的角度,采用一阶扰动方法推导得到了基于连续FRFT的LFM信号参数的估计误差均方差。从分辨力的角度,推导得到了基于FRFT的频率分辨力、调频率分辨力及频率—调频率联合分辨力。结果表明,FRFT处理含有未知参数LFM信号在参数估计精度和分辨力方面均达到了最优。因此,基于FRFT的方法对处理含有未知参数LFM信号是有效的。 2)分析了基于Wigner-Hough变换对加速运动目标的检测性能。研究了多种离散FRFT的实现算法,分析了其中应用最广泛的两种离散FRFT的输出峰值幅度与加速度、脉冲个数的关系,结果表明:尽管分数阶傅立叶变换的离散化形式很多,但当前还没有具有连续FRFT所具有性质的离散化形式。由于Wigner-Hough变换与FRFT的模平方存在恒等关系,因此在研究加速运动目标检测和参数估计问题时可采用Wigner-Hough变换。从理论上分析了单门限和双门限情况下基于Wigner-Hough变换的LFM信号的检测性能,推导得到了虚警概率和检测概率的数学表达式,为雷达设置合理的检测门限提供了理论依据。最后仿真比较了非起伏目标基于傅立叶变换和基于Wigner-Hough变换的检测性能,及不同起伏类型目标基于Wigner-Hough变换的检测性能,为估算雷达探测起伏目标的作用距离提供参考。 3)深入研究了基于Wigner-Hough变换的加速运动目标的参数估计算法。研究并给出了基于Wigner-Hough变换的加速度参数估计算法的实现流程,分析了接收信号时长对加速度最小可分辨单元的影响,加速度最小可分辨单元跟信号时长的平方成反比。同时,在一定范围内,通过增大Wigner分布的频率单元长度和Hough变换的距离采样数也可以提高加速度最小可分辨单元。然后进行了仿真验证,仿真结果证实了该算法的有效性。 4)把估计得到的加速度测量作为新增观测量引入到目标跟踪中,研究了恒增益跟踪滤波器设计及跟踪性能分析。利用离散Riccati方程的非递归代数解,推导得到了利用距离、速度、加速度测量的Kalman跟踪滤波器的稳态解的解析表达式,并提出了一种新的利用目标状态的不确定性对稳态协方差矩阵元素进行归一化的方法。利用引入加速度测量时Kalman跟踪滤波器的稳态解,研究了恒增益跟踪滤波器设计问题,给出了测量精度趋于无限高时的极限滤波性能。把在杂波环境中目标跟踪问题简化为测量源不确定性问题,分析了在目标跟踪中引入速度测量和进一步引入加速度测量对提高跟踪性能的影响。分析结果表明,无论是在杂波环境中还是在非杂波环境中,只要在目标跟踪中引入加速度测量,均可有效提高目标跟踪精度,并使跟踪滤波器以更快的速度收敛达到稳态。 本文的研究成果对于提高弹道导弹防御雷达对再入机动弹头的探测和跟踪能力具有重要意义,并可为弹道导弹突防技术研究及突防效果评估提供有益的参考和借鉴。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 连俊烈;;估算扫描雷达检测性能的近似方法[J];火控雷达技术;1984年03期
2 夏桂芬,赵保军,韩月秋;激光雷达的双门限检测技术研究[J];激光与红外;2005年07期
3 邹琦萍;;一种基于信任度的协作频谱感知算法[J];科技信息;2009年03期
4 C.W.赫尔斯特龙;J.A.里特西;陈振邦;;用最速下降积分法估算雷达的检测概率[J];雷达与对抗;1985年10期
5 B.K.哈姆斯;D.R.赫梅尔斯;肖万选;;频率压缩接收机检测概率的计算[J];雷达与对抗;1986年02期
6 刘正军,邹肸,冉崇森;WCDMA反向突发两级相关快速捕获算法[J];电子与信息学报;2004年08期
7 平庆伟,何佩琨;激光信号处理器的检测和虚警概率分析[J];激光技术;2004年05期
8 张欣;王东进;陈卫东;;一种多基地雷达检测概率的全局优化方法[J];火控雷达技术;2005年04期
9 杜鹏飞;张祥军;;单元平均恒虚警率检测中的一个新结论[J];现代雷达;2007年02期
10 郑光勇;马飞;陆洪涛;;干扰条件下飞机对雷达网的突防能力[J];舰船电子对抗;2008年02期
11 王文忠;邹卫霞;周正;;相同概率情况下的分布式检测融合分析[J];北京邮电大学学报;2008年03期
12 邹世杰;刘锋;徐会法;陶然;;分数阶Fourier域非均匀采样LFM信号的检测概率[J];光电技术应用;2009年02期
13 户志银;邵玉斌;李晓斌;;认知无线电合作频谱感知技术仿真研究[J];计算机与信息技术;2009年12期
14 朱佳;郑宝玉;邹玉龙;;基于最佳中继选择的协作频谱感知方案研究[J];电子学报;2010年01期
15 许建霞;刘会衡;刘克中;;基于能量检测的频谱感知技术研究与仿真[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年03期
16 陈晓芳;;认知无线电中基于一致平均的分布式合作算法[J];软件导刊;2011年07期
17 A.R.Pratt;李启虎;;信号检测中和时间统计有关的一些理论考虑[J];水声译丛;1975年01期
18 张都应,向健勇,贺利洁;分布式多传感器目标检测中的数据融合[J];电子科技;1997年04期
19 戴成松;机载脉冲多普勒雷达探测性能检飞[J];现代雷达;1998年01期
20 李合生,毛剑琴,李世玲,张富堂;基于多尺度小波能量积累的雷达回波检测方法[J];系统工程与电子技术;2000年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢里阳;夏永发;;杆/管表面裂纹检测概率统计模拟分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
2 吴昊;赵杭生;;基于三阶累积量的频谱感知技术研究[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年
3 许春明;陈虹;夏勇;钱勇;;不同测试模式下典型系统可靠性分析[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
4 凌树森;;无损检测的可靠性研究——NDT可靠性软件的研制[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
5 刘秀丽;;目视及X射线法检测裂纹概率曲线的测定[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 万敏;苏毅;杨锐;郑捷;冷杰;郑为民;胡晓阳;;提高白天观测星体信噪比的方法研究[A];第七届全国激光科学技术青年学术交流会专辑[C];2003年
7 高世鹰;张海;傅煊;;基于Monte Carlo法的雷达回波模拟和检测概率计算[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
8 周萍萍;张力;纪震;;一种DCT域的最优容量数字水印技术[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 修健;申晓红;王海燕;白峻;;Wigner-Ville分布和椭圆滤波器相结合的线性调频信号检测方法研究[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
10 赵壮;孙超;杜力;;一种折衷的MIMO阵的似然比检测器性能[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘建成;加速运动目标检测及跟踪技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
2 王文忠;认知无线电联合频谱感知技术的研究[D];北京邮电大学;2008年
3 杜海明;雷电信号检测方法及相关问题研究[D];华中科技大学;2012年
4 王甲池;基于天线阵的直扩系统多维快速捕获研究[D];华中科技大学;2006年
5 王彦波;IR-UWB同步捕获技术研究[D];浙江大学;2008年
6 陈远征;末制导雷达扩展目标检测方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 李佳俊;认知无线电中协作频谱感知技术研究[D];北京交通大学;2012年
8 张兵;光学图像末制导中的点目标检测与识别算法研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 王石记;脉冲超宽带信号能量收集及捕获研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 袁继兵;测控信号数字处理关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周静波;连续波雷达机动目标检测算法研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 李晓林;相控阵雷达恒虚警性能研究[D];电子科技大学;2003年
3 张艳晶;复杂云背景下红外运动小目标检测算法研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 张鹏;主被动光学联合检测算法研究[D];电子科技大学;2007年
5 伍一;传感器网络配置算法的研究[D];黑龙江大学;2005年
6 周春花;基于D-S证据推理的目标舰船融合检测研究[D];西北工业大学;2004年
7 陈胜明;基于软件无线电的直接序列扩频伪码捕获技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 徐茵;基于背景预测的红外小目标检测算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 齐凯;单脉冲雷达多目标检测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 高世鹰;基于虚拟仪器技术的雷达起伏回波模拟和检测概率测试[D];中国工程物理研究院;2007年
 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