舰载雷达机动目标跟踪技术的研究

摘要

随着科技的发展,敌对目标的机动性越来越强,这给舰船的生存环境带来了挑战。如何利用雷达尽早发现目标,精确跟踪并进行火力打击,成了现在的热点研究问题。
　　首先,本文对机动目标跟踪技术的发展历程和基本理论进行了介绍。然后在此基础上,对舰载雷达机动目标跟踪的两大关键因素数据关联和跟踪滤波进行了深入研究。
　　在多目标方面,联合概率数据关联算法随着可行事件的增多,计算量成指数增长,限制了应用。本文结合指派模型思想,提出了基于指派模型的数据关联算法,从全局考虑,使总的跟踪“效益”最大。仿真实验证明算法在计算量减少的同时提高了跟踪性能。较之联合概率数据关联算法,算法还能判断航迹起始问题。
　　交互式多模型算法能够很好的描述目标的运动状态,但算法受限于先验的马尔可夫矩阵和固定的模型集。针对前者,本文研究了参数自适应的交互式跟踪算法,算法利用量测信息,在线调整转移概率,克服先验设定转移概率的不足,同时提高跟踪精度。模型集的选择问题上,依据变结构理论,研究并推导了变结构模型切换算法。算法利用模型概率进行模型子集切换。仿真实验表明该算法与传统的交互式算法在同等模型集的情况下,性能大致相当,但计算量却减少了;相比模型集小的交互式算法,在计算量增加有限的情况下,性能却提高了,从而证明了该算法具有足够大的费效比。
　　最后,设计了舰载雷达终端系统的总体设计方案,并对其主要模块(数据处理模块)进行了介绍。论文重点论述了数据处理模块的子模块功能及其算法的选择,并针对舰载雷达的运动特性,研究了速度补偿,解决了舰载雷达运动状态下的目标跟踪问题。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 目标跟踪国内外研究现状

1.3 课题研究内容

1.4 主要章节安排

第2章 机动目标跟踪基本理论

2.1 引言

2.2 舰载雷达机动目标跟踪基本原理

2.3 坐标系的选取以及坐标转换

2.4 波门的形成

2.5 航迹起始

2.6 目标的数学模型

2.7 目标跟踪中基本的滤波方法

2.8 数据关联问题

2.9 自适应滤波算法

第3章 基于指派模型的数据关联算法

3.1 引言

3.2 单目标跟踪的数据关联法

3.3 多目标跟踪的数据关联法

3.4 基于指派模型的数据关联算法

3.5 本章小结

第4章 交互式算法的改进

4.1 引言

4.2 检测自适应滤波算法

4.3 实时辨识自适应滤波

4.4 多模型算法

4.5 变结构多模型算法

4.6 本章小结

第5章 舰载雷达显控终端设计

5.1 引言

5.2 舰载雷达显控终端的总体设计

5.4 软件平台架构

5.5 数据处理模块的软件实现

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢