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强杂波干扰下的目标数据关联方法研究

作　者: 张凤宇
导　师: 刘以安
学　校: 江南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 杂波数据关联滤波灰色关联 m-最优MHT算法
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

当雷达向空间辐射电磁波探测空中目标时,其接收机接收到的雷达信号除了来自视距内其探测方向上空中目标的反射回波信号外,还可能存在部分来自地面或海面,以及空中云、雨等物体产生的大量反向散射强干扰杂波信号。这些强干扰杂波信号的存在,不仅会覆盖或掩没空中有用目标的回波信号,而且强的地、海及气象杂波干扰信号还会导致雷达产生大量的虚假目标信号。而大量的虚假目标信号的存在,不仅会影响雷达数据处理对目标的关联精度与跟踪精度,而且也易造成雷达系统对目标探测与跟踪的失效。因此,为了适应现代复杂的战场环境,在雷达数据处理过程中,进一步研究和探索雷达目标数据处理中的新算法或新方法,滤除雷达接收回波中无用的杂波成分,提取有用的目标信息仍是目前国内外众多学者关注与研究的焦点。本文主要针对密集强杂波环境下的雷达多目标数据关联方法进行研究,涉及的内容主要包括如下几方面：(1)密集强杂波环境下的雷达数据处理方法是现代雷达研究的重点。为此,本文先对传统的常见的雷达目标数据关联方法进行了比较分析,并给出其存在的不足。(2)针对杂波数据具有小样本、贫信息的特性,提出了一种基于灰色关联分析的杂波过滤算法。即利用灰色系统理论中的灰色关联分析、改进的GM(1,1)分析模型等方法,建立了灰色滤波波门模型,来提高密集环境下的杂波滤除效果。通过对常用的矩形滤波波门与本文建立的灰色滤波波门的仿真比较,得出了本文的建立方法优于传统的矩形滤波波门方法。(3)针对传统的雷达多目标跟踪数据关联方法大多存在关联精度差、算法耗时长等问题,提出了一种基于多假设多目标跟踪关联算法的改进算法。通过对传统的多假设多目标跟踪关联算法中存在的计算量大、缺乏有效的假设管理等不足问题的分析,采用对雷达数据进行分组、分类和建立优化假设管理机制等方法,来减少计算量和提高关联精度。通过与传统JPDA算法、经典的m-最优MHT算法,以及文献[60]中的算法进行仿真比较与分析,结果表明本文研究的算法不仅关联精度高,而且算法耗时短,便于工程实际应用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题的研究背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  8-11
  1.3 本文主要研究内容及特色  11
  1.4 本文组织结构  11-13
第二章多目标数据关联方法基础研究  13-23
  2.1 多目标数据关联方法的类型  13-14
    2.1.1 目标量程与量程的关联  13
    2.1.2 目标的量测和航迹的关联  13-14
  2.2 数据关联过程  14-19
    2.2.1 数据关联过程门限过滤  14-17
    2.2.2 数据关联过程的关联矩阵  17-18
    2.2.3 数据关联过程的关联度赋值  18-19
  2.3 常用数据关联算法  19-22
    2.3.1 最近邻数据关联算法  19-20
    2.3.2 联合概率数据关联  20-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章基于灰色关联分析的杂波过滤算法  23-35
  3.1 灰色关联分析法  23-24
  3.2 GM(1,1)分析模型  24-30
    3.2.1 GM(1,1)模型在设置关联波门中的应用  25-27
    3.2.2 GM(1,1)模型的改进  27-30
  3.3 灰色优势分析法  30-31
    3.3.1 滤波中应用灰色优势分析法  30
    3.3.2 灰色优势分析算法  30-31
  3.4 实验仿真分析  31-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章基于多假设跟踪的数据关联方法研究  35-48
  4.1 雷达目标机动模型  35-38
    4.1.1 线性运动的机动模型  35-37
    4.1.2 非线性运动的机动模型  37-38
  4.2 M-最优MHT实现算法  38-39
  4.3 M-最优MHT算法的改进  39-41
    4.3.1 现有的改进的m-最优MHT算法  39-40
    4.3.2 改进的m-最优MHT算法  40-41
  4.4 实验仿真  41-47
    4.4.1 仿真参数设定  41-42
    4.4.2 仿真结果分析  42-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章总结与展望  48-50
  5.1 工作总结  48
  5.2 工作展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
附录作者在攻读硕士学位期间主要学术成果  54

强杂波干扰下的目标数据关联方法研究

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