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%。     

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。     

一种量测转换的移动外辐射源多站协同跟踪算法

针对移动外辐射源跟踪问题，提出一种融合到达角(Angle of Arrival，AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)观测量的量测转换Kalman滤波(Converted Measurement Kalman Filter，CMKF)算法。首先，采用了一种考虑了传感器位置偏差影响的无源定位算法作为转换非线性的AOA与TDOA观测量至笛卡尔坐标系下观测量的方法，并证明了当AOA与TDOA的测量噪声以及传感器位置偏差都服从高斯分布且噪声强度不大时，该量测转换方法的位置转换误差能达到克拉美罗(Cramér-Rao Lower Bound，CRLB)界；其次，在量测转换的基础上构建了关于移动外辐射源的线性状态空间模型，将非线性的目标跟踪问题转化为线性滤波问题，并最终使用标准Kalman滤波器实时跟踪移动外辐射源位置。仿真结果不仅验证了量测转换精度与理论分析结论吻合，还表明了所提CMKF算法的跟踪精度同时优于扩展Kalman滤波器、无迹滤波器以及粒子滤波器。     

一种利用运动补偿的改进JPDA-UKF算法

在恒虚警条件下,针对传统的航海雷达模拟器目标跟踪采用的基于不敏卡尔曼滤波的联合概率数据互联算法(JPDA-UKF)发散、复杂度高和实时性差的问题,提出了一种利用运动补偿的笛卡尔坐标下改进的JPDA-UKF滤波方法。该算法引入相邻周期回波间运动补偿提取的目标量测可信度矩阵,限制进入跟踪门相交区域中的虚假量测数量,并将软跟踪门技术应用于滑窗逻辑法实现航迹管理。仿真结果表明,所提方法径向速度误差比传统的JPDA-UKF算法与自适应的α-β滤波算法分别降低10%和20%,目标获得稳定航迹后径向速度归一化均方根误差(RMSE)比上述两种方法分别具有约10 dB和15 dB的性能优势,算法的复杂度符合真实雷达的边扫描边跟踪的实时处理。     

一种采用自适应测角噪声的交互多模型跟踪方法

针对转换瑞利滤波器(SRF)由于测角误差先验信息不准确而导致跟踪性能退化的问题,提出了一种基于交互式多模型转换瑞利滤波器（IMM-SRF）的目标跟踪方法。该方法采用多个不同测角噪声水平的SRF模型进行滤波,并且通过对滤波结果的自适应加权融合解决测角误差未知的问题。与SRF方法相比,该方法无需测角误差的先验信息,鲁棒性和实用性更好。仿真结果表明,IMM-SRF方法可实现对匀速运动和曲线运动目标的准确跟踪,并且收敛速度也较快,验证了所提方法的有效性。     

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。     

地面多目标跟踪滤波技术

介绍了地面运动目标的跟踪滤波算法。计算机仿真及真实雷达环境的多目标跟踪表明，采用本文提出的多目标跟踪处理算法进行地面目标的跟踪，跟踪精度和实时性都能满足要求，该方法是有效和可行的。     

一种基于二阶锥规划的新时差定位算法

针对传统时差定位算法在量测噪声较大情况下定位性能不佳的缺点,提出了一种基 于二阶锥规划的新时差定位算法。该算法通过凸松弛和引入惩罚项,将难以求解的用户位置 最大似然估计问题转换为一个易于求解的二阶锥规划问题,并将松弛问题的最优解作为用户 位置的初始估计,利用传统的泰勒级数展开法得到最终定位结果。仿真给出了不同基站数目 及量测噪声下算法的定位性能。仿真结果表明,在量测噪声较大的情况下,新算法的定位精 度 仍可以逼近理论克拉美罗下限, 而且算法中惩罚因子的选取范围易于确定。     

伯努利滤波在单站无源跟踪中的应用

外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强等优点，但其中高频频段信号普遍存在距离分辨率较差的问题。通过建立仅利用目标多普勒信息的测量模型，将基于随机有限集的伯努利滤波算法应用于以多个视距外短波广播发射站、单个近距离接收站为背景的单站无源雷达系统中，同时克服了传统跟踪方法中复杂的数据关联，进而提高了跟踪效果。仿真结果表明，该方法能在大量虚警下仅利用多普勒信息实现对运动目标的有效跟踪和定位。     

目标跟踪系统偏差估计的FMAP算法的稳健性分析方法与仿真研究

本文采用数值仿真的方法，以二维匀速运动目标（两雷达同步量测）为例，目标位置估计的误差均方根（RMSE），研究关于联合估计目标状态和系统误差的快速最大后验估计算法（FMAP算法）对算法输入参数的依赖程度及稳健性。     

提高地月转移轨道入轨段初轨精度的技术途径

针对星箭分离前、后两段数据处于不同的飞行轨道,经典的轨道计算方法无法实现两段外测数据联合参与定轨,入轨段初轨精度难以进一步提高的问题,通过分析星箭分离时刻轨道半长轴确定精度与测量误差、轨道偏心率之间的关系,提出了提高站址坐标测量精度、采用分布式船姿船位测量体制以提高姿态测量精度、采用卫星测高数据计算任务海域垂线偏差并对船姿数据进行修正、船载雷达测速数据的东平台影响修正、合理的数据预处理以及采用基于速度增量修正的定轨新方法等多种技术途径,并重点介绍了基于速度增量修正、可实现星箭分离前后外测数据联合定轨的新方法。仿真计算和任务实测数据验算表明,新方法轨道半长轴确定精度较以往传统方法提高1个数量级以上,有利于后续测控计划制定和测控站的跟踪引导。     

主动雷达与惯导设备安装夹角的标校

针对主动雷达与惯导设备安装夹角引起的测角误差问题，提出了一种高效、高精度的标校方法。采用差分全球定位系统(Global Positioning System,GPS)分别测量目标和雷达在大地坐标系中的位置信息，并转换到目标地理坐标系中；同时通过雷达和惯导测量的雷达坐标系下的目标角度、距离信息，建立目标地理坐标系和雷达坐标系的转换方程，计算出雷达和惯导在目标地理坐标系下的安装夹角。性能分析和仿真结果表明，在确保差分GPS坐标、惯导输出姿态角和雷达测量角精度的条件下，所提方法能有效和高精度的测量出安装夹角。该方法通过了外场试验标定和机载试验验证，可推广到车载或机载雷达与惯导设备的安装夹角标校中。     

一种使用离散时间尺度变换技术的合成宽带雷达成像系统

基于离散时间尺度变换技术,提出了一种新的适用于合成宽带信号的机载雷达成像 系统。为了消除多普勒散布效应,该系统使用了尺度变换矩阵,将同一目标在不同子带上的 多普勒频率变换到一个已知的频率上,以便每一个子带可使用相同的传统多普勒滤波器组形 式去获得无失真的合成距离像。同时,利用FFT及CZT算法,进一步推导出尺度变换矩阵的一 种快速实现算法。实验仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于有源照射箔条云的速度欺骗干扰方法

提出了基于有源照射箔条云对雷达速度波门进行拖引干扰的复合干扰方法。该方 法运用机载电子干扰设备接收、转发敌方雷达发射的信号并照射到箔条云上,箔条云对干扰 信号二次辐射,被敌方雷达接收,形成具有和载机相似径向速度的假目标,起到诱骗干扰作 用。建立了复合干扰对速度跟踪系统进行干扰的相关模型,并进行了仿真实验,仿真结 果表明,利用该方法对敌机测速跟踪系统进行干扰具有可行性。     

机载雷达多目标软件仿真

论述了机载雷达多目标软件仿真的原理，模拟了机载雷达侦察到的地面和低空目标的运动轨迹，通过坐标变换得到雷达所需的目标点迹和导航参数，最后介绍了仿真实验结果。     

基于联合概率加权的高分辨雷达目标点迹处理

针对高分辨雷达在跟踪扩展目标时出现多散射点的问题,提出了一种基于联合概率加权的雷达目标点迹处理方法。首先,对信号检测出的多散射点构建其残差变量,根据判别准则进行目标点迹配对处理,剔除异常散射点;然后,同时考虑散射点位置和回波幅度信息,计算联合概率的权值,目标多散射点经概率加权融合后估计得到散射中心。仿真分析表明,该方法在高分辨雷达扩展目标点迹处理中能有效抑制杂波的干扰,目标点迹精度在距离、方位和俯仰上分别提高了20.63%、47.51%和41.03%,同时具有很好的可靠性,满足工程应用的需求。