基于天基雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤是天基雷達(dá)中的關(guān)鍵任務(wù)之一，跟蹤算法的精度、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性直接影響天基雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤性能。然而，由于空間目標(biāo)運(yùn)動的機(jī)動性和空間環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致傳統(tǒng)濾波跟蹤算法已經(jīng)不能滿足實(shí)際工程需求；因此，研究新的具有計(jì)算量小、跟蹤精度高且穩(wěn)定性好的目標(biāo)跟蹤算法已經(jīng)成為國內(nèi)外一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。本文結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用需求，對天基雷達(dá)目標(biāo)跟蹤算法展開研究，主要研究內(nèi)容如下：
　?、俸喴攀瞿繕?biāo)跟蹤的基本理論，分析空間目標(biāo)的可觀測性，跟蹤坐標(biāo)系

2、的選取和目標(biāo)的幾種基本的機(jī)動模型。在此基礎(chǔ)上，分析和對比了現(xiàn)有幾種經(jīng)典的線性和非線性跟蹤濾波算法性能，并對幾種不同的非線性濾波算法進(jìn)行Matlab仿真測試，通過分析和比較位置均方根誤差、速度均方根誤差和算法計(jì)算時(shí)間等方面，總結(jié)出各種非線性濾波算法的優(yōu)劣。
　?、卺槍鹘y(tǒng)濾波算法計(jì)算復(fù)雜性，并且計(jì)算量龐大的問題，通過深入研究去偏轉(zhuǎn)換坐標(biāo)卡爾曼濾波算法理論，提出去偏轉(zhuǎn)換坐標(biāo)α-β濾波算法。該算法通過利用α-β濾波替代卡爾曼濾波，在保證

3、跟蹤效果的前提下，犧牲少許跟蹤精度來換取計(jì)算性能的極大提升。最后，通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了該算法的有效性和正確性。
　?、坩槍鹘y(tǒng)濾波算法中的轉(zhuǎn)換測量誤差隨著觀測距離的增大而增大的問題，提出了改進(jìn)的去偏轉(zhuǎn)換坐標(biāo)卡爾曼濾波算法，該算法首先采用乘性無偏轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換測量值，然后通過卡爾曼濾波預(yù)測估計(jì)出轉(zhuǎn)換測量均方差，最后通過無跡變換方法計(jì)算獲得轉(zhuǎn)換測量均方差值。相比傳統(tǒng)濾波算法，該算法在遠(yuǎn)距離目標(biāo)跟蹤時(shí)，跟蹤精度和穩(wěn)定性更有優(yōu)勢。最后，計(jì)算