提高航管二次雷达近程目标跟踪稳定性的方法

针对相控阵体制航管二次雷达系统在雷达近程探测空域内无法稳定监视目标的问题,提出了一种提高航管二次雷达系统对近程目标跟踪稳定性的方法。基于现有航管二次雷达系统的硬件架构,设计了在对监视空域进行航管扫描询问过程中密集插入对近程目标跟踪询问的工作方式,并给出了航管近程跟踪询问流程和波位随机同步跳转控制时序的详细设计方法以及对航管近程跟踪能力的估算方法。仿真计算结果验证了该方法的可行性和有效性。     

多源置信综合的雷达与ESM协同跟踪方法

跟踪空间邻近目标时,仅依靠运动学信息不足以实现可靠的数据关联,而基于动目标指示器（Moving Target Indicator,MTI）雷达和电子支援措施（Electronic Support Measurement,ESM）的多源异类传感器数据融合可以通过提升数据关联性能达到改善跟踪性能的目的。通过构建基于五种成比例再分配规则（Five Proportional Conflict Redistribution Rules,PCR5）置信度量的数据关联策略,将目标运动学信息和属性信息结合做多特征推理,解决异类传感器数据的不确定性和不一致性;利用Dempster-Shafer（DS）证据理论方法进行属性融合更新,完成属性信息在时间序列上的相干积累,实现空间邻近目标的可靠跟踪。该方法从数据关联和状态估计两方面联合进行改进,通过引入属性信息提升数据关联的正确性,从而提升跟踪性能,实现多源异类信息下的协同跟踪。仿真表明,相比于仅雷达跟踪、雷达和ESM序惯跟踪等方案,该方法可有效提升跟踪精度和关联性能。     

无源双基地雷达目标运动分析的可观测性

本文研究利用外辐射源的单站无源定位和跟踪技术的可观测性问题。引入相容目标轨迹的概念，分析了三维N阶运动目标在不同观测信息条件下的相容轨迹的几何分布，并证明多普勒和到达时差观测是等价观测量。     

利用模糊理论对单脉冲雷达天线副瓣的自动识别及跟踪

本文讨论了根据单脉冲雷达的特点及跟踪过程，运用模糊综合评判、模糊数据库、模糊控制的原理对单脉冲雷达系统的天线进行副瓣自动识别及跟踪的方法，经过仿地具试验初步验证该方法是可行的。     

基于射频隐身的采样周期和辐射功率控制方法研究

为进一步提高雷达的射频隐身能力,合理分配相控阵雷达的工作参数,在目标跟踪时,对雷达的采样周期和辐射功率控制方法进行研究。首先,根据目标运动状态的不同,对雷达采样周期与辐射功率自适应设计方法进行分析,在满足系统跟踪性能要求的前提下,建立了控制参数的优化模型;然后,利用粒子群算法优化自适应采样周期和自适应辐射功率等参数,有效地降低了跟踪性能误差,提高了雷达系统的射频隐身性能。与传统的雷达采样周期和辐射功率算法进行了仿真比较,结果表明所提的算法取得了较好射频隐身效果。     

一种改进的机载多普勒雷达目标跟踪算法

针对传统的基于多普勒雷达量测转换的目标跟踪算法只适用于静止雷达的问题,将该算法推广至机载多普勒雷达。在每个递推周期里,首先将机载导航数据转换到东北天坐标系中;然后,将距离量测转换成东北天系下的位置伪量测,由此完成对目标的位置滤波;最后,联合目标位置滤波值及多普勒量测对目标进行运动状态滤波,由此得到目标的位置最终估计值。仿真实验结果表明,改进后算法的跟踪精度优于传统的多普勒雷达目标跟踪算法。     

多帧相参积累检测前跟踪方法

为了提高雷达对微弱目标的检测能力,提出了一种多帧相参积累的检测前跟踪（TB D）方法。通过对多帧时间内运动目标回波的分析,建立了相参积累的回波信号模型,其中 目标回波出现距离单元走动和多普勒单元走动。利用目标回波的空-时相关性,采用速度匹 配法和离散Chirp-Fourier变换（DCFT）联合估计目标径向速度、多普勒频率和调频斜率, 补偿距离单元走动和多普勒单元走动,实现多帧时间内目标能量的相参积累。最后,采用仿 真实验验证了信号模型的正确性和算法的有效性。     

基于数字波束形成的自动跟踪系统

针对多目标测控问题，提出了一种实用的利用基于圆阵的数字波束形成技术来实现目标跟踪的系统。在系统实际工作于噪声和干扰环境中时，为避免计算梯度时可能出现的数值突变，提出了一种修正的梯度跟踪自适应算法，可靠地实现了权值更新，并对各阵元输出进行加权合并，以获得最大信号输出，同时实现对目标方位角和俯仰角的自动捕获和跟踪，且跟踪迅速、正确、稳定。仿真结果表明了所提出的方案的正确性。     

改进的“当前”统计模型变采样率目标跟踪算法

为满足实际雷达系统对高精度和高实时性的要求,提出了一种改进的“当前”统计模型变采样率机动目标跟踪算法。该算法针对“当前”统计模型必须预设加速度极值和机动频率的问题,提出一种加速度方差和机动频率在线同步自适应方法,建立改进的“当前”统计模型机动目标跟踪算法;针对在线自适应方法计算量大的问题,结合采样周期的大小与目标机动特性的关系,引入变采样率方法。仿真结果表明,与传统“当前”统计模型相比,改进的“当前”统计模型机动目标跟踪算法能显著提高对不同机动强度目标的跟踪精度;变采样率方法通过减少采样点数,节省了系统资源,提高了跟踪实时性;所提算法将两者结合,用传统的“当前”统计模型1.5～2倍的平均采样周期得到了更小的位置均方根误差,实现了用单模型方法同时改善跟踪精度和实时性的目的。     

基于光学基准的无线电跟踪雷达电轴参数联合标定

针对大型无线电跟踪雷达系统电轴参数标定过程中存在的人工判读依赖性大、只能进行单项参数标定、标定精度难以提高、标定过程较为复杂以及部分参数不能定量标定等问题，提出了新的电轴参数联合标定方法。通过对远场空间合作目标的跟踪测量，建立归一化误差矢量，利用光学脱靶量与雷达动态滞后（误差电压）之间的定量关系，对雷达光电偏差、定向灵敏度、交叉耦合系数等参数进行统一联合迭代求解。该方法可同时精确标定光电旋转矩阵、光电靶面的旋转角等参数，对环境和设备要求低，在静态或动态远场条件下均简便易行，可同时适用于固定站址与移动站址大型跟踪雷达系统。实验表明该方法标定结果可信。     

强跟踪Unscented滤波器及其在无源跟踪中的应用

本文研究用递推算法实现只测量到达角和多普勒频移的无源双基地雷达的目标运动分析。基于Unscented卡尔曼滤波器和强跟踪滤波器,提出了一种新的强跟踪Unscented滤波器算法。新算法在无源双基地雷达目标跟踪的仿真实验中显示了高精度鲁棒滤波的性能。     

带多普勒量测的序贯SCKF雷达目标跟踪算法

为提高非线性观测条件下雷达目标的跟踪性能,将序贯处理方法引入均方根容积卡尔曼滤波（SCKF）,提出一种带多普勒量测的序贯均方根容积卡尔曼滤波（SSCKF-D）雷达目标跟踪算法,该算法通过建立伪量测去除径向距离和径向速度量测误差方差之间的相关性。基于SCKF算法,按照量测精确度的高低顺序对方位角、俯仰角、径向距离和伪量测序贯处理。Monte Carlo仿真表明,与SCKF和带多普勒量测的均方根容积卡尔曼滤波（SCKF-D）算法相比,SSCKF-D算法跟踪精度更高,较后者提高20%以上,收敛速度更快,更适用于空间目标跟踪。     

一种基于预测值量测转换的卡尔曼滤波跟踪算法

在雷达目标跟踪中，系统量测信息通常在球坐标系下获得。为了采用经典卡尔曼滤波算法实现有效目标跟踪，通常采用量测转换方法将非线性量测信息转换到直角坐标系中。针对传统量测转换方法基于量测值计算转换误差统计特性而导致的估计结果有偏问题，提出了一种基于预测值的量测转换方法，并将其与卡尔曼滤波算法相结合，获得了一种基于预测值量测转换的卡尔曼滤波跟踪算法。仿真结果表明，与现有的基于量测转换的卡尔曼滤波算法相比，该算法能在不提高运算量的情况下有效改善目标跟踪效果，跟踪精度提升约20%。     

距离-速度同步干扰环境下的目标检测

针对距离-速度同步干扰,首先基于多普勒滤波器组和恒虚警率（CFAR）检测技术得 到目标检测决策,并结合目标检测决策建立雷达回波的速度-时间数据矩阵。随后分析了目 标和干扰的特征差异,基于超快霍夫变换（VFHT）提取雷达回波的目标特征霍夫空间。最后根 据该霍夫空间采用CFAR检测技术对目标检测,从而形成基于距离-速度同步干扰抑制的目标 检测方法。与常规快速霍夫变换（FHT）相比,提出的VFHT具有更高的计算效率。同时 ,该方法由于在雷达数据处理层面进行目标检测,不需要改变雷达系统的信号处理结构,大 大降低了雷达装备成本。理论仿真表明在同样的目标检测性能前提下,基于VHFT的目标检测 算法所需的信噪比要求放宽了10 dB以上,为弱目标回波信号环境中的应用奠定了基础 。     

结合匈牙利指派和改进粒子滤波的多目标跟踪算法

使用汽车雷达进行多目标跟踪时，为了提高航迹关联效率并改善非线性场景跟踪效果，提出了结合匈牙利指派和卡尔曼重要性采样的粒子滤波(Particle Filter with Kalman Importance Sampling，PF-KIS)算法。首先，将航迹关联分解为聚类和指派，通过密度聚类筛选并整合有效目标，经过匈牙利指派得到目标和航迹的最佳匹配关系，避免产生多余联合事件，提高关联效率；其次，以卡尔曼滤波的结果作为粒子滤波的先验，使采样粒子分布更合理，提高估计精度，进而改善非线性跟踪能力。实验表明，算法平均航迹关联正确率约为95%；非线性场景误差约为卡尔曼滤波的1/2，有效地改善了非线性场景跟踪能力。     

辐射时序对单站无源跟踪性能的影响

针对射频隐身平台采取辐射时序控制的情况,以基于角度/相位差变化率/多普勒频率变化率的单站无源跟踪为例,研究了辐射时序与跟踪性能的影响关系。在辐射源做匀速运动的假设下,采用克拉美劳下界方法,建立了辐射时序对跟踪性能的影响模型。模型综合考虑了辐射时序、观测量误差、导航误差等因素,与具体的跟踪算法无关,因此具有实用性和客观性。基于影响模型的仿真分析,揭示了辐射时序不同特征对跟踪性能的影响规律,为射频隐身平台辐射时序设计提供了初步的理论指导。     

小型化高频地波雷达舰船目标检测方法

针对OSMAR2003型小型化高频地波雷达系统的目标检测问题,讨论了对小型化高频地波雷达系统低信杂比回波信号的优化处理过程,给出了一种峰值检测后同时在距离域、多普勒域和波束域进行联合的三维联合恒虚警(CFAR)目标检测方法,利用高分辨力测向算法对检测到的目标进行方位估计,然后利用最邻近法进行目标关联得到目标点航迹,最后结合小型化高频地波超视距雷达的实测数据验证了三维CFAR检测器的有效性。