不完全量測下三維空間目標定位與跟蹤算法研究.pdf

1、目標定位與跟蹤是偵察與防空作戰(zhàn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一，高效、可靠、準確隱蔽地對目標進行定位以及目標運動要素的解算與實時估計，從而秘密地完成行動策劃和實施對目標的突然打擊，是未來偵察與防空作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。在現(xiàn)實戰(zhàn)場環(huán)境下，對目標進行定位與跟蹤時，觀測傳感器易受到外部環(huán)境因素的影響，以及自身探測能力和可能主動采取的相關(guān)戰(zhàn)術(shù)策略的制約，觀測站測得的目標數(shù)據(jù)存在不完全量測現(xiàn)象。在不完全量測制約下，如何整合單個（多個）觀測站的測量信息，對三維

2、空間中的目標實現(xiàn)準確定位與高精度實時跟蹤，對提高偵察與防空作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力及戰(zhàn)場生存能力，具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文針對上述問題，所做工作及創(chuàng)新點如下:
　　(1)在不完全量測下，依據(jù)測量信息缺失情況，建立了六類（共九種）雙觀測站目標定位模型，給出了計算目標定位參數(shù)的解析表達式，分析了目標定位精度。首先，依據(jù)空間定位幾何原理，根據(jù)測量信息缺失的具體情況，將雙觀測站定位方式分為六類。其次，運用雙觀測站協(xié)同定位的思想，建

3、立了每種方式的定位模型及求解方法，根據(jù)誤差傳遞理論，分析了每種定位方式的定位精度。最后，分別對每種情況進行仿真驗證分析，給出了相應(yīng)的目標定位精度CEP曲線。
　　(2)在不完全量測三維空間目標定位研究的基礎(chǔ)上，給出了靜止雙觀測站目標跟蹤算法及其評估準則。首先，基于靜止雙觀測站協(xié)同定位的思想，推導了九種情況下量測噪聲協(xié)方差計算公式。其次，依據(jù)Kalman濾波原理，建立了不完全量測下靜止雙觀測站的目標跟蹤算法。最后，對每種情況進行了蒙

4、特卡羅仿真，分別給出了笛卡爾坐標系下和球坐標系下的目標跟蹤誤差曲線。仿真結(jié)果表明，目標跟蹤誤差曲線漸近收斂且接近于理想的CRLB，具有較高的跟蹤精度。
　　(3)在不完全量測靜止雙觀測站目標跟蹤算法的基礎(chǔ)上，給出了運動雙觀測站（其中一個靜止，一個運動）的目標跟蹤算法。首先，根據(jù)當前時刻目標的濾波估計值，得到下一時刻目標定位的預測CEP，根據(jù)預測CEP的梯度得到運動觀測站下一時刻的運動方向。其次，依據(jù)觀測站運動速度及方向確定下一時刻