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基于机载雷达的数据处理算法仿真研究

作　者: 郑光海
导　师: 田忠
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数据处理坐标转换航迹起始数据关联机动目标跟踪
分类号: TN955
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

现代战争中,空中力量的重要性不言而喻。作为影响战机作战效率的重要因素,机载雷达的作用显得尤为重要。相对于其他固定平台,由于雷达平台和目标之间存在相对运动,再加上载机本身一些因素的影响,数据的处理要困难许多。本文以某机载雷达仿真软件项目为背景,对机载雷达数据处理做了部分研究。首先,针对机载雷达观测和处理的数据要在不同的坐标系下分别进行的问题,详细的分析了从载机天线阵面坐标系转到空间大地直角坐标系的流程,并对不同坐标系下协方差的转换进行了仿真分析。其次,从工程角度出发,研究分析了几种典型的航迹起始方法,包括直观法、逻辑法和Hough变换法。由于基于批处理的Hough变换法计算量太大不利于工程上实现,本文重点研究了利用速度、加速度及角度进行限定的直观法和基于滑窗的逻辑法。再次,对于数据关联中适合于单目标环境下的PDAF算法和适合于多目标环境下的JPDA算法进行了仿真,并对几种代表性的机动目标跟踪算法,特别是IMM算法进行了详细的仿真分析。最后,针对前面的工作,将椭球门和速度、加速度及角度限定结合在一起,结合IMM PDAF算法,做了仿真分析,结果表明在一定条件下可以有效地减少落入波门内的杂波数目,提高关联和跟踪的质量。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-19
  1.1 机载雷达发展史  13-14
  1.2 雷达数据处理简介  14-17
    1.2.1 滤波理论简介  14-16
    1.2.2 雷达数据处理技术的历史和现状  16-17
  1.3 课题背景  17-18
  1.4 论文安排  18-19
第二章坐标系转换及误差转换分析  19-28
  2.1 相关坐标系及其定义  19-21
    2.1.1 天线阵面极坐标系  19-20
    2.1.2 天线阵面直角坐标系  20
    2.1.3 载机直角坐标系  20-21
    2.1.4 载机地理直角坐标系  21
    2.1.5 空间大地直角坐标系  21
  2.2 坐标转换  21-24
    2.2.1 天线阵面极坐标系转天线阵面直角坐标系  22
    2.2.2 天线阵面直角坐标系转载机直角坐标系  22
    2.2.3 载机直角坐标系转载机地理直角坐标系  22-23
    2.2.4 载机地理直角坐标系转空间大地直角坐标系  23-24
  2.3 误差转换分析  24-27
    2.3.1 原理分析  24-26
    2.3.2 仿真分析  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章波门及航迹起始方法研究  28-39
  3.1 相关波门简介  28-31
    3.1.1 椭球波门  29-30
    3.1.2 矩形波门  30
    3.1.3 扇形波门  30-31
  3.2 航迹起始方法  31-35
    3.2.1 直观法  31-32
    3.2.2 逻辑法  32-33
    3.2.3 修正的逻辑法  33
    3.2.4 Hough变换法  33-35
  3.3 仿真分析  35-37
  3.4 本章小结  37-39
第四章数据关联  39-53
  4.1 最近邻域法  40
  4.2 概率数据互联算法  40-44
    4.2.1 状态更新与协方差更新  41-43
    4.2.2 互联概率计算  43-44
  4.3 联合概率数据互联算法  44-47
    4.3.1 联合事件的生成  44-45
    4.3.2 联概率的计算  45-46
    4.3.3 状态估计协方差的计算  46-47
  4.4 仿真分析  47-52
    4.4.1 概率数据互联算法  47-49
    4.4.2 联合概率数据关联算法  49-52
  4.5 本章小结  52-53
第五章机动目标跟踪  53-64
  5.1 可调白噪声模型算法  53-54
  5.2 变维滤波算法  54-55
  5.3 Singer模型算法  55-57
    5.3.1 算法简介  55-56
    5.3.2 仿真分析  56-57
  5.4 交互式多模型算法  57-62
    5.4.1 交互式多模型算法步骤  58-59
    5.4.2 仿真分析  59-62
  5.5 本章小结  62-64
第六章基于交互式多模型概率数据关联算法的多重门限研究  64-69
  6.1 改进的IMM_PDA算法  64-65
  6.2 椭球跟踪门  65
  6.3 速度限定  65-66
  6.4 角度限定  66
  6.5 仿真研究  66-69
第七章全文总结  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
研究生期间发表论文  74-75

基于机载雷达的数据处理算法仿真研究

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