基于地震動(dòng)信號(hào)的人員定位和跟蹤濾波.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，地面?zhèn)刹旒夹g(shù)市場(chǎng)需求越來越廣闊，而基于無人值守的地面?zhèn)鞲衅骷夹g(shù)尤為受到重視。由于目標(biāo)偽裝技術(shù)使得目標(biāo)更為隱蔽，使得目標(biāo)主動(dòng)偵察探測(cè)更為困難，甚至探測(cè)失效，這也是近年來地震動(dòng)等被動(dòng)探測(cè)方法備受關(guān)注的原因。而目前針對(duì)地震動(dòng)傳感器的偵察技術(shù)，更多的集中在目標(biāo)識(shí)別上，對(duì)目標(biāo)的定位和跟蹤濾波技術(shù)的研究還較少，所以研究基于地震動(dòng)信號(hào)的目標(biāo)定位和跟蹤濾波技術(shù)非常必要。
　　 本文在研究了國(guó)內(nèi)外對(duì)地面?zhèn)刹榧夹g(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上

2、，采用了仿真與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)的分析了基于地震動(dòng)信號(hào)的目標(biāo)定位和跟蹤濾波。
　　 首先分析了地震動(dòng)信號(hào)的特性，確定以瑞雷波為研究對(duì)象，并介紹了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的工作原理。對(duì)采集到的地震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行目標(biāo)定位和跟蹤濾波分析。然后簡(jiǎn)單介紹地震動(dòng)傳感器的選擇，針對(duì)外場(chǎng)試驗(yàn)，從試驗(yàn)方案、試驗(yàn)場(chǎng)地選擇、試驗(yàn)布置、傳感器布陣、測(cè)試系統(tǒng)及其試驗(yàn)步驟幾方面進(jìn)行了闡述。
　　 檢測(cè)到目標(biāo)之后，由傳感器陣對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位。本文用基于到

3、達(dá)時(shí)間差(TDOA)的目標(biāo)定位方法，采用廣義互相關(guān)法估計(jì)時(shí)延，再對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位;同時(shí)本文對(duì)比分析了兩種模型對(duì)目標(biāo)定位精度的影響;然后在區(qū)別對(duì)待不同定位點(diǎn)提供的測(cè)距結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了一種基于地震動(dòng)信號(hào)的區(qū)域判定能量加權(quán)定位法，并對(duì)單人走動(dòng)和多人跑動(dòng)兩種工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 估計(jì)出目標(biāo)的定位點(diǎn)信息之后，需要對(duì)其進(jìn)行跟蹤濾波處理，預(yù)測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡等。本文通過仿真方法對(duì)比分析了常用的濾波算法，最終針對(duì)復(fù)雜

4、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，權(quán)衡實(shí)時(shí)性、精度等要求，選擇了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法;然后全面系統(tǒng)的討論了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的影響因素;根據(jù)實(shí)際情況，通過仿真方法對(duì)影響擴(kuò)展卡爾曼濾波的四個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行逐個(gè)分析，最終給出了各因素的選擇原則，并對(duì)單人走動(dòng)和多人跑動(dòng)兩種工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了算法能夠提高目標(biāo)軌跡精度。
　　 通過本文研究，采用基于地震動(dòng)的區(qū)域判定的能量法進(jìn)行定位，可以提高目標(biāo)定位精度。利用擴(kuò)展卡爾曼濾波對(duì)定位結(jié)果做濾波處理，能夠提高目標(biāo)