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。     

一种双基阵纯方位机动目标被动跟踪方法

利用2部被动声呐基阵获取的目标方位信息对水中机动目标的跟踪实质是一个非线性状态估计问题,由于观测方程的非线性性,滤波环节不可避免地要用到非线性滤波算法.以往解决此问题的方法是在基于交互多模型(IMM)算法并在其滤波环节应用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法.然而,EKF算法在计算滤波误差协方差阵时没有融入当前观测信息.为此提出在原方法的基础上用其改进算法即修正协方差扩展卡尔曼滤波(MCEKF)算法取代EKF算法,以改善跟踪性能,从而得到一种新的方法.经仿真验证了所提方法的正确性和有效性.     

舰载雷达目标跟踪的非线性滤波仿真

雷达观测模型常常是非线性的,目标跟踪问题是一个非线性状态混合估计.考虑目标稳定跟踪与实时性要求,采用"当前"统计目标运动模型与粒子滤波(PF)非线性方法对雷达机动目标跟踪进行算法分析.仿真验证了"当前"统计模型下的非线性粒子滤波及扩展卡尔曼滤波(EKF)目标跟踪性能,表明非线性粒子滤波,尤其是U变换粒子滤波(UPF)目标跟踪精度和稳定性较好,值得工程应用与推广.     

基于距离参数化EKF滤波器的纯方位目标运动分析

针对纯方位机动目标运动分析问题,提出一种距离参数化EKF(RPEKF)滤波器设计方法,该方法能够有效降低探测平台与目标初始距离不确定性影响,提高目标运动状态估计滤波收敛性。针对水面目标典型机动形式,给出一种适用于RPEKF滤波器目标机动检测方法,基于评估目标方位角观测误差与目标运动状态协方差矩阵检测目标机动,通过重置滤波器保证目标运动状态估计滤波稳定。数字仿真分析结果表明,本文提出的算法能够实现对水面机动目标运动要素的快速无偏估计。     

基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析

研究了基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析原理及方法,建立了基于水声传感器网络的目标运动分析模型。在此基础上,讨论了模型中多维非线性估计问题,提出了一种基于传感器网络新的水下目标运动分析方法。该方法采用改进的粒子滤波EKF-PF(扩展卡尔曼-粒子滤波)算法实现,并与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法进行了比较。通过Monte Carlo仿真分析,表明基于水声传感器网络的目标运动分析方法充分利用了网络的优势和当前测量信息。这种方法对水下目标运动状态估计时,不仅降低了计算量而且表现出较高的估计精度。所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考。     

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。     

水声纯方位目标跟踪快速收敛算法

基于EKF的纯方位目标状态滤波器的性能依赖状态初值的选取,为了有效地提高估计的收敛速度,提出了一种滤波器状态初始化方法.首先,简要阐述了修正极坐标系下的推广卡尔曼滤波算法(EKF).然后,基于非线性最小二乘法的思想,推导了一种滤波器状态初始化方法.针对实际应用背景,提出一种组合滤波器结构并进行了仿真验证.结果表明,该算法收敛速度快,滤波精度与EKF相当.     

插值滤波器在单站外辐射源无源定位中的应用

把一种基于stirling内插公式的插值滤波器（DDF），应用于单站外辐射源无源定位中的非线性滤波问题。与传统扩展kalman滤波（EKF）相比，插值滤波器避免了非线性方程泰勒展开求解的过程，同时实现复杂性和计算量都很小。计算机仿真表明，一阶插值滤波（DD1）滤波精度相当EKF，而二阶插值滤波（DD2）滤波精度接近甚至略优于无轨迹kalman滤波（UKF）。     

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.     

弹道再入目标轨迹跟踪中非线性滤波算法研究

弹道再入目标轨迹跟踪是一个重要的非线性滤波应用问题。论文将常见的非线性滤波器分类为基于点的滤波器和基于密度的滤波器,对比分析了各类算法的基础理论原理,仿真实验得出在高斯噪声条件下,EKF要优于UKF和PF,在闪烁噪声条件下PF要优于EKF和UKF的结论。     

舰船综合电力系统有源直流滤波器浅述

本文介绍了舰船综合电力系统技术的发展,针对直流配电系统的谐波问题,引入了有源直流滤波器.对有源直流滤波器的组成、结构和检测进行了分析比较,论述了有源直流滤波器的优点.     

保护装置的电磁兼容控制技术

本文介绍了电磁兼容性设计的一般原则、基本内容,分析了舰船环境中对保护装置产生电磁干扰的来源,对保护装置采取的电磁干扰控制技术进行了阐述.     

Underwater simultaneous localization and mapping based on forward-looking sonar

A method of underwater simultaneous localization and mapping (SLAM) based on forward-looking sonar was proposed in this paper. Positions of objects were obtained by the forward-looking sonar, and an improved association method based on an ant colony algorithm was introduced to estimate the positions.In order to improve the precision of the positions, the extended Kalman filter (EKF) was adopted. The presented algorithm was tested in a tank, and the maximum estimation error of SLAM gained was 0.25 m. The tests verify that this method can maintain better association efficiency and reduce navigation error.     

基于二重化技术的三相四线制APF研究

通过对比分析三相四线制有源电力滤波器(APF)的两种拓扑结构的优缺点,选择了补偿效果更好的四桥臂拓扑结构。采用改进的ip-iq型检测算法对特指的次谐波进行检测,分次进行补偿,可以灵活选择补偿谐波的次数,以适应不同的工业现场的需要。仿真结果表明,设计的三相四线制二重化APF具有很好的谐波效果并能有效地抑制中线电流。     

生物法净化船舶舱室有害气体技术

选取塑料鲍尔环和圆柱状活性炭作为填料,采用生物滴滤塔对于船舶舱室低浓度苯的生物净化效率和去除负荷进行了研究。实验测定了填料种类、填料高度、进气浓度、停留时间等操作因素对净化效率的影响。结果表明,在实验操作范围内,生物滴滤塔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对于苯的最大去除负荷分别达到36.97,79.14和185.42 mg/(L.h),组合填料的净化效率和去除负荷都优于单一填料。     

一种弹道滤波的简化算法

针对大口径舰炮射击的弹道特性,提出了一种简化的弹道滤波方法.通过对弹道进行分段线性处理,使得状态方程和观测方程为线性形式并进行了仿真试验.仿真计算结果表明,该方法简化了模型,可以有效降低运算时间、提高计算精度且易于工程实现.     

舰船电子海图显示与信息系统发展评述

电子海图显示与信息系统(ECDIS)已成为现代舰船导航系统的重要配套设备,其设计日趋合理,各种不同类型的产品由国内、外产业界相继推出,同时涌现出一大批适合电子海图显示与信息系统需求的理论、技术、算法,电子海图显示与信息系统正朝着多功能、多模式、高精度、高可靠性的方向发展.文章着重综述了电子海图显示与信息系统的现状,阐述了舰船电子海图显示与信息系统的最新总线结构、扩展功能,指出了在21世纪初舰船电子海图显示与信息系统的发展趋势.     

基于权值优选粒子滤波的雷达目标跟踪

本文详细分析了粒子滤波的特点,给出了基于权值优选的粒子滤波算法,对雷达目标进行了跟踪。仿真结果表明,基于权值优选的粒子滤波算法在N值较小的情况下较标准粒子滤波算法具有更明显的优势。     

基于传统CIC抽样滤波器的改进与仿真

文章分析了传统CIC（Cascade Intergrator-Comb）滤波器幅频响应不理想的原因,并针对其问题提出了分别用级联余弦滤波器以及增益补偿滤波器来改善其性能。仿真结果表明,改进后的CIC滤波器阻带衰减有26dB的提高,且通带特性有良好的改善。最后其实现结构特性表明,改进后的CIC滤波器在实际应用和深入研究中有着现实意义。     

小波分析在光纤陀螺寻北中的应用

对某型光纤陀螺仪的实测信号进行了分析。为了降低噪声对光纤陀螺寻北的影响,提高寻北精度,利用五点三次平滑、数字滤波、小波变换分析法对光纤陀螺静态输出数据进行了滤波处理,通过对比滤波前后陀螺的输出曲线、标准差以及频谱图,可以发现：小波阈值滤波能够有效的补偿光纤陀螺的随机误差。通过小波分析可以显示出陀螺低频信号的发展趋势。利用去噪后的数据进行二位置寻北计算,结果表明：小波分析可以使精度提高29．8％。