不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀參數(shù)設(shè)計與估計方法研究.pdf

1、目標坐標測定儀作為一種近程防空光電目標跟蹤設(shè)備，在目前各類近程防空跟蹤系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)實戰(zhàn)場環(huán)境下，目標坐標測定儀在探測、跟蹤目標時，常常受到自身探測能力、外部工作環(huán)境、氣象條件以及跟蹤目標的突然機動等實際因素的制約，存在不完全量測現(xiàn)象;在量測數(shù)據(jù)傳輸過程中，會出現(xiàn)較短時間的隨機時延現(xiàn)象，如一步隨機時延現(xiàn)象;當目標坐標測定儀經(jīng)過一段時間使用后，受維護條件的約束，可能存在光軸因松動偏離，軸角編碼器的軸連接部位松動等因素，還會出現(xiàn)

2、隨機有偏量測現(xiàn)象，盡管這類現(xiàn)象并不會立即造成目標坐標測定儀觀測性能的顯著失效，但是隨著隨機有偏現(xiàn)象發(fā)生概率的增加，它會使目標坐標測定儀的性能下降。本文針對上述可能出現(xiàn)的不利因素，基于目標坐標測定儀跟蹤精度的評價需求，給出了不完全量測下目標坐標測定儀的性能評價準則;基于目標坐標測定儀工程設(shè)計需求，給出了不完全量測下目標坐標測定儀采樣頻率、容許量測精度的設(shè)計、計算方法;基于目標坐標測定儀維護保養(yǎng)的現(xiàn)實需求，給出了容許有偏概率設(shè)計方法;最后，

3、基于目標坐標測定儀使用的現(xiàn)實需求，提出了不完全隨機有偏量測下及存在一步隨機延遲情形下兩類估計算法:統(tǒng)計意義下的估計算法與自適應(yīng)估計算法。本文取得的成果具體如下:
　　(1)給出了不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀跟蹤性能的評價準則——Cramér-Rao下界(CRLB)。推導了不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀的評價準則的一般表達式，得到了不完全隨機有偏量測下線性離散時間系統(tǒng)的估計評價準則，并給出了兩種計算量較小的CRLB計算方法

4、，分別討論了兩種CRLB計算方法的相關(guān)性質(zhì)，為目標坐標測定儀的參數(shù)設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　(2)提出了一種不完全量測下目標坐標測定儀的采樣頻率設(shè)計方法。在分析了不完全量測下目標坐標測定儀的估計誤差方差的穩(wěn)態(tài)特性基礎(chǔ)上，給出了不完全量測下誤差協(xié)方差的一些性質(zhì);隨后，提出了一種容許采樣頻率設(shè)計方法，為目標坐標測定儀的采樣頻率設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　(3)提出了一種不完全量測下目標坐標測定儀容許量測精度設(shè)計方法。首先研究了統(tǒng)計

5、意義下存在不完全量測現(xiàn)象時的估計誤差協(xié)方差的性質(zhì);隨后，分析了穩(wěn)態(tài)濾波誤差方差與量測噪聲之間的關(guān)系;最后，給出了一種不完全量測條件下目標坐標測定儀的容許量測精度設(shè)計方法，在滿足期望跟蹤精度的條件下，使目標坐標測定儀能容許盡可能大強度的量測噪聲，從而降低對目標坐標測定儀精度選擇的要求。
　　(4)提出了一種不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀容許有偏概率設(shè)計方法。首先，推導了不完全隨機有偏量測下估計誤差方差的表達式，給出了誤差系統(tǒng)穩(wěn)定

6、的條件和相關(guān)性質(zhì);隨后，討論了有偏量測發(fā)生概率對目標坐標測定儀的估計性能的影響;最后，在滿足跟蹤精度的要求下，提出了一種容許有偏概率的求取方法。所提設(shè)計方法可為定量評估目標坐標測定儀性能提供理論依據(jù)。
　　(5)提出了不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀的估計算法及存在一步時延情形的不完全隨機有偏量測下目標坐標測定儀的估計算法。首先給出了不完全隨機有偏量測下系統(tǒng)模型，提出了不完全隨機有偏量測下統(tǒng)計意義下的估計方法與不完全隨機有偏量測