纯距离条件下的UKF目标参数估计方法

在多站测角的被动目标跟踪中,目标的状态与角度量测值之间存在非线性关系,现有的方法主要是对其进行线性化,但线性化过程会带来滤波精度的下降,甚至会产生滤波发散而丢失目标。无迹变换卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter,UKF)通过产生采样sigma点对系统状态进行逼近,可以较好地解决这一问题。将UKF应用到多站测角被动目标跟踪问题中,并通过仿真试验证实了算法的有效性。     

纯距离条件下的UKF目标参数估计方法

在多站测角的被动目标跟踪中,目标的状态与角度量测值之间存在非线性关系,现有的方法主要是对其进行线性化,但线性化过程会带来滤波精度的下降,甚至会产生滤波发散而丢失目标.无迹变换卡尔曼滤波器（Unscented Kalman Filter,UKF）通过产生采样sigma点对系统状态进行逼近,可以较好地解决这一问题.将UKF应用到多站测角被动目标跟踪问题中,并通过仿真试验证实了算法的有效性.     

基于采样的非线性滤波算法比较

在处理目标跟踪等动态系统实时估计问题中,通常采用EKF作为状态估计方法提高估计精度。由于EKF进行非线性估计存在一些缺陷,将系统进行线性化近似存在估计误差,从而影响目标跟踪的精度。为了获得更高的估计精度,介绍了几种非线性滤波算法,包括unscented卡尔曼滤波算法、简单粒子滤波算法以及无味粒子滤波算法（UPF）。分析了这几种算法的原理和实现,对各种算法的适应性进行了比较。通过目标跟踪仿真实验,表明UKF、PF较EKF估计精度和收敛速度有所提高。     

一种基于BP神经网络的机动目标跟踪算法

交互式多模型（IMM）算法是一种可以有效跟踪机动目标的滤波算法,针对其跟踪精度和计算量在很大程度上受制于模型选择和转移概率确定的问题,提出了一种利用BP神经网络修正子模型滤波结果的改进IMM算法。仿真实验表明,该方法可以使IMM算法的收敛速度加快,收敛精度提高,改善了跟踪性能,具有一定理论指导意义。     

粒子滤波在机动目标自适应参数辨识算法中的应用

针对目前机动目标跟踪算法无法有效跟踪反舰导弹末段机动的问题,提出一种引入粒子滤波算法的参数辨识模型.通过仿真分析目标作匀速圆周运动情况下该算法的跟踪性能.结果表明,该算法可有效提高跟踪收敛速度和精度,具有一定工程实际意义.     

基于一阶差分滤波器的水下目标纯方位角跟踪

在水下目标纯方位角跟踪研究中,针对传统扩展Kalman滤波(EKF)方法需要通过Taylor 展开实现非线性项的线性化而导致计算过程繁琐且存在奇点的问题,本文提出一种基于一阶差分滤波器(DDF1)的纯方位角跟踪算法,建立了目标的运动学模型及无源声纳的测量模型;利用 Stirling插值法实现非线性项的线性化,进而通过DDF1滤波方法实现对目标位置及速度的跟踪。仿真结果与一致性分析表明,与基于EKF的目标纯方位角跟踪方法相比,论文所提出的算法具有较高的跟踪精度和较好的跟踪性能。     

改进UKF算法在双基阵纯方位目标跟踪中的应用

传统算法在解决纯方位目标跟踪时存在有偏、收敛速度慢或发散等不足,无迹卡尔曼滤波（UKF）虽然改善了系统线性化误差,但并没有明显改善卡尔曼滤波器容易发散的问题。文章在扩展卡尔曼滤波和UKF算法的基础上,提出一种衰减记忆UKF算法（MAUKF）,引进衰减因子加强对当前测量数据的利用,减小历史数据对滤波的影响。理论分析和仿真结果表明,MAUKF算法在纯方位目标跟踪中的滤波精度、稳定性和收敛时间都优于EKF、UKF算法。     

一种新的雷达间隙辅助红外的机动目标跟踪算法

论文针对雷达间隙辅助红外的机动目标跟踪问题,提出了一种新的跟踪算法。该算法由跟踪误差与精度指标的大小来选择雷达的开机时间,从而构成了一个闭环的跟踪系统,解决了在给定的跟踪精度指标下雷达的开机时间选择问题。其思想为：在内层通过引进高、低门限,根据跟踪精度与门限的大小,自适应地选择交互式扩展卡尔曼滤波（IMM-EKF）或交互式粒子滤波（IMM-PF）;在外层将基于雷达量测的滤波结果和红外量测的滤波结果进行交互;从而实现了两层交互式自适应滤波。仿真结果表明该算法在计算复杂度和跟踪精度上达到了较好的平衡,实现了雷达间隙开机下对目标稳定的跟踪。     

基于粒子滤波的水下目标被动跟踪算法

针对水下被动目标跟踪的非高斯噪声环境和弱可观性的特点,提出了将粒子滤波算法应用于水下被动目标跟踪中的非线性问题,克服了常规的线性化方法易发散且跟踪精度低、误差大的缺点.仿真结果表明:粒子滤波算法提高了滤波的稳定性,跟踪精度优于扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法,收到了良好的效果,具有较高的实用价值.     

一种雷达目标运动要素解算方法研究

针对船舶导航避碰对水面目标运动要素实时高精度估算的要求,给出了一种基于去偏转换坐标卡尔曼滤 波思想的目标跟踪算法.在算法中,通过非线性坐标转换并去偏后得到去偏转换测量值,实现目标状态方程和量测方程在笛卡尔坐标系的线性方程,采用标准卡尔曼滤波算法进行滤波.因此,只要解出去偏转换量测值误差方差即可按标准的卡尔曼滤波算法对目标进行跟踪.仿真结果表明,在保证滤波器不失配的前提下,去偏转换坐标卡尔曼滤波(DCMKF)算法收敛迅速并有较高精度,能够满足导航雷达实时应用的需求.     

分析预测理论以及在空间位置探测数据处理中的应用(续四)--运动模式的识别技术

前面系列文章[1-3]将空间位置探测数据的处理问题转换成SSS^ 问题(单目标不同种类、不同精度，不同平台探测数据的处理问题，SSS问题是单平台单探测器单目标滤波问题)、关联技术^ (将来自相同或不同探测器、相同或不同平台的，相同或不同周期的同一个目标的探测数据构成一个集合的技术)、以及航迹融合技术；并证明了需要进行处理的探测数据可以根据其对应的空间位置序列是否来自相同的运动模式而分成三种类型；来自一个相同的运动模式类；来自两个不同相同的运动模式类；来自三个不相同的运动模式类(其中间的运动模式下的探测数据由于可能获得的探测数据数量有限，所以没有使用的价值)；以及SSS^ 问题在分析预测理论的处理方法与处理SSS的方法完全相同，唯一的区别在于获得构成约束的探测域的方式不同。本篇文章开始讨论SSS^ 数据的处理问题，SSS^ 处理技术包含三个部分，目标运动模式的识别技术(本篇讨论内容)，多项式与圆周运动模式的滤波技术(下一篇研究内容)，以及一般运动模式的滤波技术(第六篇主题)。在更加以后的文章里讨论关联技术^ 和航迹融合技术。本文集中讨论了，那些种类的目标运动模式的先验知识，如何获得这些目标识别的先验知识，以及在识别过程中如何使用这些先验知识。     

多目标干扰环境中威胁目标自动跟踪方法

针对多目标干扰环境中威胁目标发现与跟踪困难的问题,研究一种基于随机有限集(RFS)的高斯混合概率密度假设(GM-PHD)滤波的算法,建立目标的随机有限集形式的运动和观测模型,利用卡尔曼滤波的预测和更新过程,对被动声呐输出的多目标方位和窄带线谱同时进行跟踪,利用所提取窄带线谱能量作为不同方位目标的输出检测量,可实现对包含线谱的窄带威胁目标的自动跟踪。试验数据的处理结果表明,所提方法可以实现在多目标的复杂情况下对感兴趣的威胁目标的自动跟踪。     

水面目标机动类型识别研究

舰艇机动是达成目标战术意图的重要手段,因此识别目标的战术机动类型是判断其作战意图的有效方法之一。在确定目标各种机动类型数值特征的基础上,给出了水面目标机动类型识别的算法。     

一种引入距变率和角变率的卡尔曼滤波算法

对可以观测距变率和角变率的雷达观测系统提出了在三维空间中引入距变率（径向速度）和角变率（角速度）的伪线性卡尔曼滤波算法。针对匀速直线运动目标和匀加速直线运动目标，将新提出的算法和传统算法进行仿真，当引入距变率和角变率时，其收敛速度加快，收敛精度提高，改善了跟踪性能，具有工程实践指导意义。     

基于当前统计模型的三维空间机动目标跟踪算法

对可以观测距变率和角变率的雷达观测系统提出了在三维空间中引入距变率(径向速度)和角变率(角速度)的当前统计卡尔曼滤波算法。针对三维空间中的机动目标,将新提出的算法和传统算法进行仿真,结果表明,当引入距变率和角变率时,其收敛速度加快,收敛精度提高,改善了跟踪性能,具有工程实践指导意义。     

水面舰艇超视距目标定位方法及精度分析

总结了水面舰艇舰载超视距雷达和舰载直升机进行超视距目标定位的方法,对典型超视距雷达和直升机目标定位方法的精度误差来源及构成进行了分析,提出了舰载雷达和直升机在远程定位的作战使用中的战术要求。     

Ballistic performance of ultra-high molecular weight polyethylene laminates against fragment-simulating projectiles北大核心CSCD

[目的]旨在探究破片侵彻作用下高强聚乙烯(UHMWPE)纤维增强层合板的毁伤响应过程、失效模式转变和能量吸收特性。[方法]采用有限元软件ANSYS/AUTODYN,建立UHMWPE层合板抗破片侵彻数值模型,分析UHMWPE层合板的失效模式转变和能量吸收特性。[结果]破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程大致可以分为剪切冲塞阶段和拉伸变形阶段。破片入射速度和靶板厚度会直接影响靶板的能量吸收特性。靶板厚度越大,剪切冲塞模式占比越大。在靶板厚度不变的情况下,随着破片侵彻速度的提高,剪切冲塞模式占比越来越大,最终趋于稳定。在破片弹道极限速度以上初始小范围内,靶板吸能随破片入射速度增大有所减小,随后破片速度继续增加会扩大靶板剪切冲塞破坏范围,导致靶板整体吸能量增加。[结论]基于所建立的数值模型能够较好地模拟破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程,可以为UHMWPE材料在弹道防护领域的应用提供参考。     

基于相关理论的航迹匹配

数据关联是多源信息融合中的关键问题。文章从系统的角度对多目标跟踪的数据关联进行了全面的分析,通过选择目标数据相似度计算模型和参数,计算不同信源航迹与航迹间的关联相似度,构成目标关联矩阵的方法,实现目标方位串关联。最后对算法进行仿真,仿真结果表明,提出的求解方案有较好的关联正确率,这验证了模型和求解方法的正确性和可行性。     

一种新的探测舰艇的方法

从嗅觉和味觉的感官功能得到启发,分析舰艇气味场的主要因素,提出一种根据舰艇的气味和水体味道探测舰艇的新方法--品味探测方法,建立了依据舰艇气味对其实施探测的基本信道模型,并简要分析了这种探测方法的优缺点,初步讨论了实现该方法的主要关键技术,为品味探测方法在水下舰艇对抗中的实际应用打下一定的理论基础.     

基于命中概率的舰炮武器系统杀伤区研究

结合舰载弹炮结合武器系统对空中目标的抗击过程,分析了舰炮与导弹火力交接、舰炮射击时机等问题,基于全航路命中概率以及舰炮武器系统自身特点,提出了舰炮杀伤区的数学模型。模型包含舰炮武器系统全航路命中概率、最大跟踪角速度、射速、装弹数,目标运动速度以及最大航路捷径和高度等约束条件,可以为射击试验方案制定、弹炮结合武器系统射击效能评估提供参考。为了形象说明问题,文章进行了部分仿真验算。