基于波形捷變的粒子濾波檢測(cè)前跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、二十一世紀(jì)的今天，雷達(dá)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事與民用領(lǐng)域。然而雷達(dá)對(duì)于隱身目標(biāo)、強(qiáng)雜波中目標(biāo)等弱目標(biāo)的探測(cè)仍然存在很多問題?；诹Ｗ訛V波的檢測(cè)前跟蹤（PF-TBD）技術(shù)能夠有效提升雷達(dá)對(duì)弱目標(biāo)的探測(cè)能力，但是由于PF-TBD只是從數(shù)據(jù)處理的方式上尋求最優(yōu)的效果，而目標(biāo)的跟蹤精度不僅與數(shù)據(jù)的處理方式相關(guān)，也受信息的處理方式的影響，例如發(fā)射信號(hào)的波形及其參數(shù)的選擇等。因此把信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理相結(jié)合是當(dāng)前提高目標(biāo)跟蹤精度的研究方向之一。雷達(dá)波形捷變

2、技術(shù)就是通過控制發(fā)射信號(hào)的波形或其參數(shù)，使雷達(dá)可以從環(huán)境中不斷地學(xué)習(xí)，從而形成一個(gè)閉環(huán)的反饋系統(tǒng)，以提升雷達(dá)各項(xiàng)性能，如減小跟蹤誤差，提高檢測(cè)概率與識(shí)別精度等。本文針對(duì)弱目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤問題，研究了基于波形捷變的弱目標(biāo)跟蹤技術(shù)，主要內(nèi)容有：
　　1、用符合雷達(dá)真實(shí)功能的灰度圖對(duì)雷達(dá)觀測(cè)進(jìn)行 TBD建模，并且通過仿真分析了TBD模型下的單幀觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后分別研究了SIR-TBD與ESIR-TBD算法，并同時(shí)對(duì)兩種粒子濾波TBD算法進(jìn)

3、行了仿真，驗(yàn)證對(duì)比了兩種算法性能。
　　2、針對(duì)PF-TBD技術(shù)單純地從數(shù)據(jù)處理方式上尋求最優(yōu)效果以致雷達(dá)性能提升有限的問題，在 PF-TBD的基礎(chǔ)上研究了一種雷達(dá)發(fā)射波形捷變?cè)O(shè)計(jì)方法。該方法以發(fā)射信號(hào)的模糊函數(shù)為橋梁，基于克拉美羅下界（CRLB）的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，建立起目標(biāo)跟蹤精度與發(fā)射波形參數(shù)間的關(guān)系，從而得出波形選擇準(zhǔn)則函數(shù)。最后利用 PF-TBD方法，通過最小化預(yù)測(cè)的下一時(shí)刻的均方誤差（MSE）以實(shí)現(xiàn)發(fā)射波形的自適應(yīng)設(shè)計(jì)，使得雷

4、達(dá)檢測(cè)與跟蹤性能顯著提升。
　　3、由于實(shí)際的雷達(dá)量測(cè)中常含有大量雜波，研究了一種雜波環(huán)境下的波形捷變目標(biāo)跟蹤算法。首先建立了目標(biāo)在二維平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)模型、非線性的量測(cè)模型和雜波模型，然后將粒子濾波算法與概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法相結(jié)合進(jìn)行雜波環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤，最后基于無跡變換和量測(cè)噪聲協(xié)方差的克拉美羅下界，通過最小化代價(jià)函數(shù)選擇最優(yōu)的發(fā)射波形參數(shù)以提高目標(biāo)跟蹤精度。
　　4、當(dāng)以目標(biāo)存在概率作為檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量時(shí)，無法直觀反映出當(dāng)系統(tǒng)處于某