基于隨機(jī)有限集理論的通用航空多目標(biāo)跟蹤方法研究.pdf

1、低空開放和通用航空發(fā)展是近年來(lái)的社會(huì)熱點(diǎn)，引起了全社會(huì)的高度關(guān)注，通用航空產(chǎn)業(yè)將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中起到非常重要的作用。通用航空飛行安全技術(shù)保障手段不完善是制約我國(guó)通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因之一。針對(duì)我國(guó)低空空域開放帶來(lái)的低空目標(biāo)可靠監(jiān)視技術(shù)難題，開展通用航空多目標(biāo)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究，提高通用航安全飛行保障能力，對(duì)推動(dòng)我國(guó)通用航空行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
　　本文以通用航空網(wǎng)絡(luò)化多源監(jiān)視體系為基礎(chǔ)，以保障低空空域多目標(biāo)連續(xù)穩(wěn)

2、定跟蹤為目標(biāo)，利用隨機(jī)有限集理論，針對(duì)密集雜波環(huán)境下的多目標(biāo)跟蹤、多擴(kuò)展目標(biāo)跟蹤以及關(guān)聯(lián)關(guān)系未知情況下的傳感器組網(wǎng)誤差配準(zhǔn)三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.針對(duì)通用航空低空飛行導(dǎo)致傳感器受到更多雜波影響的問(wèn)題，改進(jìn)了GM-PHD濾波器，提出了觀測(cè)最優(yōu)分配GM-PHD多目標(biāo)跟蹤算法，該方法將已有目標(biāo)和新生目標(biāo)分別處理，使得觀測(cè)更好的反映不同類型目標(biāo)，仿真實(shí)驗(yàn)表明算法在通用航空密集雜波環(huán)境下較已有算法具有更好的跟蹤

3、性能。改進(jìn)了GM-CPHD濾波器，提出了更具有工程應(yīng)用價(jià)值的快速GM-CPHD多目標(biāo)跟蹤算法，該方法利用預(yù)關(guān)聯(lián)門限消除了部分雜波，仿真實(shí)驗(yàn)表明在跟蹤性能無(wú)明顯損失的情況下提高了算法在多目標(biāo)密集雜波環(huán)境的實(shí)時(shí)性能。
　　2.由于傳感器分辨率、以及傳感器與目標(biāo)相對(duì)位置關(guān)系等原因，一個(gè)目標(biāo)可以同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)。針對(duì)ET-GM-PHD濾波擴(kuò)展目標(biāo)跟蹤算法中的擴(kuò)展目標(biāo)觀測(cè)集合劃分問(wèn)題，提出了利用近鄰傳播聚類算法并結(jié)合消除雜波的擴(kuò)展目標(biāo)觀

4、測(cè)聚類算法，仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠有效獲得正確的擴(kuò)展目標(biāo)觀測(cè)集合劃分，從而提高擴(kuò)展目標(biāo)的跟蹤性能，并且具有較好的實(shí)時(shí)性能。
　　3.針對(duì)通用航空組網(wǎng)監(jiān)視中的多雷達(dá)誤差配準(zhǔn)問(wèn)題，給出了立體幾何投影及地心地固坐標(biāo)系下的系統(tǒng)誤差隨機(jī)集描述形式，并利用GM-PHD濾波方法實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)關(guān)系未知情況下的多雷達(dá)系統(tǒng)誤差配準(zhǔn)。以ADS-B作為航空器定位高精度基準(zhǔn)源，并利用GM-PHD濾波方法處理雷達(dá)觀測(cè)與ADS-B觀測(cè)間關(guān)聯(lián)關(guān)系未知的問(wèn)題，提出了一