無(wú)人機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)高精度定位與跟蹤方法研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)以其隱蔽性好、不懼傷亡、操作簡(jiǎn)單、使用靈活、滯空時(shí)間長(zhǎng)、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是在軍事領(lǐng)域還是在民用方面均有著廣泛的運(yùn)用。在無(wú)人機(jī)的很多應(yīng)用中，都會(huì)包含對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的定位與跟蹤任務(wù)，定位與跟蹤精度的高低，直接決定著任務(wù)的成敗。我國(guó)無(wú)人機(jī)在目標(biāo)跟蹤定位領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距，為此，本文開(kāi)展了無(wú)人機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)高精度定位與跟蹤方法研究。論文的主要內(nèi)容及研究成果總結(jié)如下：
　　（1）單架無(wú)人機(jī)測(cè)角測(cè)距目標(biāo)定位方法的研究。利用無(wú)人機(jī)光電

2、平臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得目標(biāo)的相對(duì)方位角、俯仰角及距離，通過(guò)齊次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法推導(dǎo)出目標(biāo)定位及目標(biāo)引導(dǎo)的計(jì)算公式，解算出目標(biāo)在大地坐標(biāo)系下的位置信息（經(jīng)度L，緯度B，高度H），進(jìn)而在電子地圖上標(biāo)注出來(lái)，以便于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分析與監(jiān)視。
　　（2）對(duì)無(wú)人機(jī)目標(biāo)定位過(guò)程進(jìn)行誤差分析，并提出一種高精度目標(biāo)定位的總體方案。首先建立目標(biāo)定位的誤差模型，使用Matlab語(yǔ)言編寫(xiě)無(wú)人機(jī)目標(biāo)定位仿真程序，基于蒙特卡羅思想，對(duì)目標(biāo)定位過(guò)程進(jìn)行了大量的仿真分析，找出

3、對(duì)目標(biāo)定位精度影響較為明顯的因素，在此基礎(chǔ)上，提出提高目標(biāo)定位精度的相應(yīng)措施，進(jìn)而提出了基于無(wú)人機(jī)組合導(dǎo)航技術(shù)的高精度目標(biāo)定位方案。
　?。?）針對(duì)提出的定位方案，深入研究了無(wú)人機(jī)的SINS/GPS組合導(dǎo)航技術(shù)。使用Matlab/Simulink仿真工具分別對(duì)SINS和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其系統(tǒng)性能，分析了它們的優(yōu)勢(shì)和局限性。把這兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)卡爾曼濾波最優(yōu)估計(jì)算法組合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，組合導(dǎo)航定位精度明顯高

4、于各系統(tǒng)獨(dú)立工作的精度。
　?。?）對(duì)無(wú)人機(jī)目標(biāo)跟蹤中的目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì)算法進(jìn)行研究，提出了一種基于CS模型的交互式多模型粒子濾波算法。由于交互式多模型粒子濾波算法只有在選擇了合適的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型、模型參數(shù)及模型個(gè)數(shù)時(shí)才能得到很好的跟蹤效果；而CS模型自適應(yīng)濾波算法，雖然具有跟蹤精度高、能比較真實(shí)地反映目標(biāo)機(jī)動(dòng)性的優(yōu)勢(shì)，但是無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此，將這兩種算法相結(jié)合，在交互式多模型粒子濾波算法的基礎(chǔ)上，計(jì)算模型的校正概率，自適應(yīng)地調(diào)整C