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双基地前向散射雷达目标跟踪研究

作　者: 王辉军
导　师: 张守宏
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 目标跟踪非线性滤波双基地前向散射雷达
分类号: TN953
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

双基地前向散射雷达在双基地角为13的范围(前向散射区内)其雷达散射截面(RCS)相对于单基地雷达将增大20-40dB,所以该体制雷达可以对雷达横截面小的目标进行有效的探测和跟踪。它是一种具有反隐身和抗低空突袭的一种新型雷达,随着现代科技的发展,性能有了极大的提高,并具有了目标跟踪、成像、识别的功能。运动目标参数(位置、速度、加速度)的精确估计是其成像、识别的关键。本文在分析了双基地前向散射雷达探测隐身目标的基础上,研究了扩展卡尔曼滤波(EKF)、不敏卡尔曼滤波(UKF)、粒子滤波(PF)在该体制雷达目标跟踪中的应用。然后根据双基地前向散射雷达系统的观测信息(多普勒频移和波达角),建立了位置、速度观测模型和位置、速度、加速度观测模型。根据目标运动状态建立了匀速直线运动模型、匀加速运动模型以及两个机动模型:Singer模型,当前统计模型。然后将上述算法运用到模型之中,根据观测信息对目标的运动状态进行跟踪仿真,估计了目标运动参数(位置、速度、加速度)。同时由于跟踪过程中初值对滤波影响较大,采用了近似法和高斯-牛顿迭代两种方法对初值进行了估计,从而提高估计的效率和准确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景、意义和现状  7-9
  1.2 本文主要内容  9-10
第二章双基地前向散射雷达体制  10-16
  2.1 引言  10
  2.2 巴比涅原理  10-11
  2.3 几何关系  11-12
  2.4 多普勒关系  12-14
  2.5 双基地雷达在电子战中的优势  14-16
第三章匀速、匀加速目标跟踪  16-40
  3.1 引言  16-17
  3.2 系统模型建立  17-20
  3.3 初值估计  20-22
    3.3.1 近似法  20-21
    3.3.2 高斯-牛顿迭代法  21-22
  3.4 基本的非线性滤波算法  22-32
    3.4.1 贝叶斯估计  22-23
    3.4.2 Extended卡尔曼滤波  23-26
    3.4.3 Unscented卡尔曼滤波  26-28
    3.4.4 粒子滤波算法  28-32
  3.5 目标跟踪在双基地前向散射雷达中的应用  32-39
    3.5.1 初值估计  33-34
    3.5.2 匀速（CV）直线运动  34-38
    3.5.3 匀加速（CA）条件下仿真  38-39
  3.6 小结  39-40
第四章机动目标跟踪  40-49
  4.1 机动跟踪模型  40-44
    4.1.1 多模型法  40-41
    4.1.2 Singer模型法  41-43
    4.1.3 当前统计模型法  43-44
  4.2 机动条件下仿真  44-47
    4.2.1 Singer模型仿真  45-46
    4.2.2 当前统计模型仿真  46-47
  4.3 小结  47-49
结束语  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
研究成果  54-55

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