多移動(dòng)觀測平臺純角度目標(biāo)跟蹤融合算法研究.pdf

1、純角度目標(biāo)跟蹤，由于觀測平臺無需發(fā)射電磁波等信號，只需被動(dòng)接收目標(biāo)客觀存在的輻射信息或者是目標(biāo)對其它光源的反射能量，就可以定位并跟蹤目標(biāo)，因此成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱門課題。純角度跟蹤系統(tǒng)具備很強(qiáng)的隱蔽性和生存能力，而多移動(dòng)觀測平臺純角度目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)更是具有搜索范圍大、作用距離遠(yuǎn)和可靠性高等顯著特點(diǎn)，特別適合于廣闊海域和空域的監(jiān)視。本論文對多移動(dòng)觀測平臺純角度目標(biāo)跟蹤融合算法進(jìn)行了比較深入的研究，提出了一些新的思路和方法，所做工作及成果如

2、下:
　　(1)研究了三維空間中多觀測平臺純角度目標(biāo)跟蹤的系統(tǒng)框架，建立了幾種典型的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型和量測模型?；谒⒌南到y(tǒng)模型，討論了Monte Carlo法，定義了均方根誤差（RMSE）等常用的目標(biāo)跟蹤性能評估指標(biāo)。
　　(2)推導(dǎo)了三維空間多觀測平臺測向交叉定位最小二乘算法公式系，引入幾何精度因子(GDOP)刻畫定位精度，并給出了三維空間多觀測平臺目標(biāo)定位的GDOP解析表達(dá)式。分別針對非機(jī)動(dòng)目標(biāo)和機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行了交叉定位

3、跟蹤的仿真驗(yàn)證分析，繪制了GDOP分布圖，結(jié)果表明，所提出的算法可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的有效跟蹤。
　　(3)對比分析了擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)和無跡卡爾曼濾波(UKF)兩種濾波算法的性能，提出了將平方根無跡卡爾曼濾波算法（SR-UKF）用于多觀測平臺純角度融合跟蹤系統(tǒng)。基于SR-UKF，提出了一種先量測融合、后航跡融合的分布式融合跟蹤算法，相對EKF和UKF，該算法能適應(yīng)跟蹤精度和穩(wěn)定性要求更高的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效

4、性。
　　(4)針對傳感器網(wǎng)絡(luò)觀測系統(tǒng)，提出了一種基于最小GDOP的觀測平臺優(yōu)化選擇方法。該方法首先根據(jù)交叉定位得到的目標(biāo)粗略位置，通過最小化GDOP，利用粒子群優(yōu)化(PSO)算法快速搜索最優(yōu)傳感器組合，結(jié)合SR-UKF濾波算法解算出更精確的目標(biāo)位置，并根據(jù)目標(biāo)飛行軌跡的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整參與觀測的傳感器。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性，對大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的傳感器優(yōu)化調(diào)度具有較強(qiáng)的適用性。
　　(5)