外輻射源雷達目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、外輻射源雷達是現(xiàn)代雷達技術(shù)的一個重要發(fā)展。由于自身無需發(fā)射信號，外輻射源雷達具有諸多優(yōu)勢，引起國內(nèi)外雷達領(lǐng)域越來越多的重視。在外輻射源雷達技術(shù)中，一般以時延、多普勒頻移和方向角等觀測參數(shù)為可能的探測依據(jù)來對動目標(biāo)進行定位和跟蹤。研究外輻射源雷達目標(biāo)跟蹤技術(shù)是雷達技術(shù)領(lǐng)域的前沿課題之一。本文主要開展了外輻射源雷達目標(biāo)跟蹤的各相關(guān)技術(shù)研究，歸結(jié)起來主要包括以下幾個方面：
　　針對目標(biāo)跟蹤的前提——目標(biāo)觀測展開研究。重點針對外輻射源信號

2、載頻精確估計在目標(biāo)觀測和參數(shù)提取中的重要性，提出一種改進的基于迭代自相關(guān)的快速單頻估計算法，仿真實驗表明其性能可以逼近Cramér-Rao下界，且在低信噪比下仍具有較好的性能?？捎行У剡m應(yīng)低信噪比環(huán)境下的載頻實時估計與跟蹤。
　　較為全面地總結(jié)了外輻射源雷達領(lǐng)域中基于貝葉斯框架的目標(biāo)跟蹤方法，分析了它們的特點及應(yīng)用范圍。
　　針對外輻射源雷達目標(biāo)跟蹤應(yīng)用中的非線性非高斯問題，重點研究了基于粒子濾波的目標(biāo)跟蹤技術(shù)。具體針對粒子

3、濾波中的典型問題提出改進方法：針對粒子退化問題，提出一種在粒子濾波重采樣環(huán)節(jié)引入觀測信息的算法框架。在該算法框架下，可采用如局部線性化之類的方法來提高粒子采樣的有效性。相比在重要性采樣環(huán)節(jié)引入觀測信息的現(xiàn)有算法，可有效降低運算量并提高估計精度；針對粒子貧化問題，提出一種基于非隨機采樣的重采樣方法，通過增加粒子多樣性，保證了粒子濾波的穩(wěn)定性能，相對現(xiàn)有同類方法，表現(xiàn)出明顯的性能和速度優(yōu)勢。
　　針對多目標(biāo)跟蹤問題，深入研究了基于隨機

4、集理論的多目標(biāo)跟蹤方法，并重點研究了基于概率假設(shè)密度(PHD)粒子濾波的多目標(biāo)跟蹤技術(shù)。具體針對多目標(biāo)狀態(tài)估計這一關(guān)鍵技術(shù)，提出一種綜合利用粒子的位置信息和權(quán)值信息的多目標(biāo)狀態(tài)提取方法。該方法在目標(biāo)多，雜波大的復(fù)雜環(huán)境下更表現(xiàn)出其增強的性能。
　　針對粒子濾波運算量大與跟蹤應(yīng)用的實時性需求的矛盾，研究并成功實現(xiàn)了兩類粒子濾波的實時處理技術(shù)：FPGA實現(xiàn)和GPU實現(xiàn)。實驗結(jié)果的有效性表明，這些技術(shù)為粒子濾波方法在外輻射源雷達中的實用