空中目標分坐標濾波與參數(shù)航跡融合技術研究.pdf

1、目標跟蹤與信息融合作為防空作戰(zhàn)系統(tǒng)的基礎技術，在軍事和民用領域有著廣闊的應用前景，因而受到各方的高度關注。論文結合國家和省自然科學基金及雷達網(wǎng)絡化等科研項目，面向戰(zhàn)場復雜的對抗和干擾環(huán)境，針對存在空中目標的測量維數(shù)動態(tài)變化新現(xiàn)象，主要研究適應戰(zhàn)場實戰(zhàn)情況的目標跟蹤與信息融合技術。根據(jù)目標測量的坐標分組處理（簡稱分坐標處理）原理，提出了適應實戰(zhàn)要求的目標測量序列的分坐標濾波與參數(shù)航跡跟蹤融合處理新框架，取得的主要成果如下：
　　1、

2、為滿足實戰(zhàn)的特殊需要，定義了分坐標處理的新概念，將目標運動分析納入一個目標測量維數(shù)動態(tài)變化的處理整體。提出了分坐標濾波與參數(shù)航跡融合的處理體系框架，給出了分坐標處理的工作流程和航跡參數(shù)的組成結構。
　　2、比較了幾何圖形的有關定理，通過幾何關系不變量總結出幾類代數(shù)關系，提出了余切關系定理和三距離定位算法定理，并給出了新的距離函數(shù)、空間二面角模型。此外，還介紹了單、多站純方位、純距離、純仰角的目標跟蹤原理，為空間目標航跡參數(shù)的高精度

3、解算和相關判斷奠定了代數(shù)學基礎。
　　3、針對單站單坐標目標濾波問題，提出了單站單坐標濾波和參數(shù)航跡跟蹤目標的新方法，包括純方位、純距離、純仰角濾波和航跡參數(shù)目標跟蹤方法。其中，純方位處理是指通過幾何不變量、參數(shù)航跡濾波、圓誤差逼近的方法實現(xiàn)濾波與航跡參數(shù)估計；純距離處理是指通過勻速直線、二次曲線、圓周運動等目標飛行的模型，實現(xiàn)參數(shù)航跡濾波與估計；而提出的純仰角處理則是通過投影關系、直接描述、迭代運算實現(xiàn)的。仿真實驗驗證了所提算法

4、的有效性。
　　4、針對單站復合坐標目標濾波問題，提出了單站復合坐標濾波和參數(shù)航跡跟蹤目標的新框架。首先，基于目標飛行的幾何不變量，給出了方位支援仰角的目標航跡跟蹤方法；其次，利用純角度信息可在直角坐標系實現(xiàn)目標的參數(shù)航跡濾波和航跡參數(shù)估計；進一步，還研究了距離與方位、距離與仰角的信息解算形式；最后，給出三維測量情況下目標二次曲線飛行的目標跟蹤方法。仿真實驗表明，較之單坐標體系而言，基于復合坐標的參數(shù)航跡描述更加細致。
　　

5、5、針對多站組網(wǎng)實際問題，研究了多站分坐標情況下，目標的參數(shù)解算與參數(shù)航跡融合，分別提出了多站單-單、單-復、復-復坐標等航跡參數(shù)的解算方法。首先，依據(jù)各站得到的與站址無關的航跡參數(shù)，實現(xiàn)多站航跡相關判定，再對與站址有關的多站航跡參數(shù)進行解算處理，最后利用解算后的航跡實現(xiàn)有效融合，這樣當航跡無不確定參數(shù)時，就可利用正常航跡進行目標的三維跟蹤。特別地，研究了多站異步觀測時，單-單、單-復、復-復參數(shù)航跡融合的各種問題。此外，還建立了多基地

6、同步觀測的純距離和目標定位模型、距離和與站址差目標定位模型。仿真試驗表明所提方法和模型的有效性。
　　6、針對空中目標運動特點，給出了內(nèi)、外加速度的概念，根據(jù)內(nèi)加速度原理，提出了勻加速圓周運動的目標模型；結合外加速度原理，給出了空中目標運動的統(tǒng)一模型。該模型可包括目標的多種飛行方式，有效地克服了原有多模型的計算問題，為目標航跡的解算與跟蹤提供了全新的思路。
　　7、針對非線性濾波問題的技術難點，討論幾種用矩陣描述的適用于批處