空中目標(biāo)分坐標(biāo)濾波與參數(shù)航跡融合技術(shù)研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤與信息融合作為防空作戰(zhàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，在軍事和民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，因而受到各方的高度關(guān)注。論文結(jié)合國家和省自然科學(xué)基金及雷達網(wǎng)絡(luò)化等科研項目，面向戰(zhàn)場復(fù)雜的對抗和干擾環(huán)境，針對存在空中目標(biāo)的測量維數(shù)動態(tài)變化新現(xiàn)象，主要研究適應(yīng)戰(zhàn)場實戰(zhàn)情況的目標(biāo)跟蹤與信息融合技術(shù)。根據(jù)目標(biāo)測量的坐標(biāo)分組處理（簡稱分坐標(biāo)處理）原理，提出了適應(yīng)實戰(zhàn)要求的目標(biāo)測量序列的分坐標(biāo)濾波與參數(shù)航跡跟蹤融合處理新框架，取得的主要成果如下：
　　1、

2、為滿足實戰(zhàn)的特殊需要，定義了分坐標(biāo)處理的新概念，將目標(biāo)運動分析納入一個目標(biāo)測量維數(shù)動態(tài)變化的處理整體。提出了分坐標(biāo)濾波與參數(shù)航跡融合的處理體系框架，給出了分坐標(biāo)處理的工作流程和航跡參數(shù)的組成結(jié)構(gòu)。
　　2、比較了幾何圖形的有關(guān)定理，通過幾何關(guān)系不變量總結(jié)出幾類代數(shù)關(guān)系，提出了余切關(guān)系定理和三距離定位算法定理，并給出了新的距離函數(shù)、空間二面角模型。此外，還介紹了單、多站純方位、純距離、純仰角的目標(biāo)跟蹤原理，為空間目標(biāo)航跡參數(shù)的高精度

3、解算和相關(guān)判斷奠定了代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
　　3、針對單站單坐標(biāo)目標(biāo)濾波問題，提出了單站單坐標(biāo)濾波和參數(shù)航跡跟蹤目標(biāo)的新方法，包括純方位、純距離、純仰角濾波和航跡參數(shù)目標(biāo)跟蹤方法。其中，純方位處理是指通過幾何不變量、參數(shù)航跡濾波、圓誤差逼近的方法實現(xiàn)濾波與航跡參數(shù)估計；純距離處理是指通過勻速直線、二次曲線、圓周運動等目標(biāo)飛行的模型，實現(xiàn)參數(shù)航跡濾波與估計；而提出的純仰角處理則是通過投影關(guān)系、直接描述、迭代運算實現(xiàn)的。仿真實驗驗證了所提算法

4、的有效性。
　　4、針對單站復(fù)合坐標(biāo)目標(biāo)濾波問題，提出了單站復(fù)合坐標(biāo)濾波和參數(shù)航跡跟蹤目標(biāo)的新框架。首先，基于目標(biāo)飛行的幾何不變量，給出了方位支援仰角的目標(biāo)航跡跟蹤方法；其次，利用純角度信息可在直角坐標(biāo)系實現(xiàn)目標(biāo)的參數(shù)航跡濾波和航跡參數(shù)估計；進一步，還研究了距離與方位、距離與仰角的信息解算形式；最后，給出三維測量情況下目標(biāo)二次曲線飛行的目標(biāo)跟蹤方法。仿真實驗表明，較之單坐標(biāo)體系而言，基于復(fù)合坐標(biāo)的參數(shù)航跡描述更加細致。
　　

5、5、針對多站組網(wǎng)實際問題，研究了多站分坐標(biāo)情況下，目標(biāo)的參數(shù)解算與參數(shù)航跡融合，分別提出了多站單-單、單-復(fù)、復(fù)-復(fù)坐標(biāo)等航跡參數(shù)的解算方法。首先，依據(jù)各站得到的與站址無關(guān)的航跡參數(shù)，實現(xiàn)多站航跡相關(guān)判定，再對與站址有關(guān)的多站航跡參數(shù)進行解算處理，最后利用解算后的航跡實現(xiàn)有效融合，這樣當(dāng)航跡無不確定參數(shù)時，就可利用正常航跡進行目標(biāo)的三維跟蹤。特別地，研究了多站異步觀測時，單-單、單-復(fù)、復(fù)-復(fù)參數(shù)航跡融合的各種問題。此外，還建立了多基地

6、同步觀測的純距離和目標(biāo)定位模型、距離和與站址差目標(biāo)定位模型。仿真試驗表明所提方法和模型的有效性。
　　6、針對空中目標(biāo)運動特點，給出了內(nèi)、外加速度的概念，根據(jù)內(nèi)加速度原理，提出了勻加速圓周運動的目標(biāo)模型；結(jié)合外加速度原理，給出了空中目標(biāo)運動的統(tǒng)一模型。該模型可包括目標(biāo)的多種飛行方式，有效地克服了原有多模型的計算問題，為目標(biāo)航跡的解算與跟蹤提供了全新的思路。
　　7、針對非線性濾波問題的技術(shù)難點，討論幾種用矩陣描述的適用于批處