基于UKF的超视距雷达跟踪算法研究 被引量：11

1

作者 刘慧霞 杨峰 +1 位作者 梁彦 潘泉 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第10期1094-1095,1111,共3页

天波超视距雷达跟踪目标时电磁波是通过电离层的折射传播的,因而导致在地理坐标系下的量测方程中存在强非线性,而采用传统的EKF(Extended Kalman Filter)实现的跟踪算法,在非线性方程的线性化中舍去了含强非线性的二阶以上的高阶项,导... 天波超视距雷达跟踪目标时电磁波是通过电离层的折射传播的,因而导致在地理坐标系下的量测方程中存在强非线性,而采用传统的EKF(Extended Kalman Filter)实现的跟踪算法,在非线性方程的线性化中舍去了含强非线性的二阶以上的高阶项,导致目标的跟踪精度较低;提出采用UKF(Unscented Kalman Filter)方法处理超视距雷达系统在跟踪算法中的强非线性问题。UKF算法有效降低了非线性方程中的舍入误差,可确保三阶以上的精度。仿真结果表明UKF滤波算法较EKF算法提高估计精度。 展开更多

关键词 超视距雷达 UKF滤波算法 目标跟踪

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天波超视距雷达的坐标变换 被引量：9

2

作者 刘慧霞 梁彦 +1 位作者 程咏梅 潘泉 《计算机仿真》 CSCD 2006年第3期70-73,共4页

传统超视距跟踪算法多在雷达坐标系下实现。为了避免加入独立的坐标配准算法,严格推导了天波超视距雷达坐标系与地理坐标系之间复杂的非线性坐标变换关系,得出了相应的变换公式,以直接得到目标在地理坐标系下的状态估计。比较发现,目前... 传统超视距跟踪算法多在雷达坐标系下实现。为了避免加入独立的坐标配准算法,严格推导了天波超视距雷达坐标系与地理坐标系之间复杂的非线性坐标变换关系,得出了相应的变换公式,以直接得到目标在地理坐标系下的状态估计。比较发现,目前公开的雅可比矩阵存在两处错误,最后给出了计算机仿真证明,仿真结果表明我们推导的公式是正确的。对于发现的错误给出更正说明。给出的坐标变换法可与相应的跟踪算法结合,得到独立的地理坐标系下的天波超视距雷达跟踪算法。 展开更多

关键词 超视距雷达 坐标变换 目标跟踪

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一种自适应天波超视距雷达航迹融合算法 被引量：10

3

作者 刘慧霞 梁彦 +2 位作者 陈绪元 潘泉 杨峰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1348-1352,共5页

针对天波超视距雷达在雷达坐标系下跟踪目标时,多路径传播效应下的各模式航迹起始与终结时刻不同而造成航迹缺失条件下的航迹融合问题,本文给出一种自适应天波超视距雷达航迹融合算法,通过应用当前时刻获得的新信息与历史时刻获得的信... 针对天波超视距雷达在雷达坐标系下跟踪目标时,多路径传播效应下的各模式航迹起始与终结时刻不同而造成航迹缺失条件下的航迹融合问题,本文给出一种自适应天波超视距雷达航迹融合算法,通过应用当前时刻获得的新信息与历史时刻获得的信息联合确定最优关联假设,从而获得最优的目标状态估计.仿真表明,与多假设航迹融合算法相比,本文的算法大大降低了融合结果误差. 展开更多

关键词 天波超视距雷达 航迹融合 航迹缺失 目标跟踪

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基于Unscented卡尔曼滤波的超视距目标跟踪 被引量：8

4

作者 卢江涛 段立 罗兵 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1613-1616,共4页

针对大地坐标系下,超视距目标状态方程和量测方程复杂的非线性,提出了一种基于Unscented卡尔曼滤波的超视距目标跟踪。Unscented卡尔曼滤波通过设计少量的σ点,并计算这些σ点经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性系统方程的... 针对大地坐标系下,超视距目标状态方程和量测方程复杂的非线性,提出了一种基于Unscented卡尔曼滤波的超视距目标跟踪。Unscented卡尔曼滤波通过设计少量的σ点,并计算这些σ点经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性系统方程的更新。由于Unscented卡尔曼滤波无需像Extended卡尔曼滤波那样求状态方程和量测方程的雅可比矩阵,给计算带来了极大的方便。数值仿真结果表明,所给出的方法是可行而有效的。 展开更多

关键词 超视距目标跟踪 UNSCENTED卡尔曼滤波 非线性滤波 Unscented变换

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基于航路-航迹关联的天波超视距雷达航迹分类 被引量：7

5

作者 王增福 潘泉 +2 位作者 陈丽平 梁彦 杨峰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2018-2022,共5页

天波超视距雷达的最终任务是检测、跟踪我方感兴趣的目标。将这些目标从跟踪器输出的航迹集合中提取出来是一个难点。考虑一类存在先验航路信息的航迹辨识问题,基于假设检验理论与分类思想,提出了一种多航迹-多航路情况下的天波超视距... 天波超视距雷达的最终任务是检测、跟踪我方感兴趣的目标。将这些目标从跟踪器输出的航迹集合中提取出来是一个难点。考虑一类存在先验航路信息的航迹辨识问题,基于假设检验理论与分类思想,提出了一种多航迹-多航路情况下的天波超视距雷达航迹分类算法。在建立的空中走廊模型基础上,先后利用目标位置、航向信息与航路做相关判断,计算航迹-航路相关代价,据此将航迹分为航路目标航迹及非航路目标航迹。仿真结果表明,提出的航迹分类算法在航路数量适中的情况下正确分类概率达到90%。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 航迹分类 假设检验 航路 目标跟踪

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天波超视距雷达数据处理算法综述 被引量：6

6

作者 王增福 潘泉 +1 位作者 梁彦 刘慧霞 《中国电子科学研究院学报》 2011年第5期477-484,共8页

数据处理是天波超视距雷达实现目标探测的关键技术之一。首先给出了天波超视距雷达数据处理所面临的困难,总结了数据关联、航迹融合、坐标配准、性能评估、杂波建模等,对新技术的发展进行了探讨,并指出检测前跟踪、雷达与环境系统一体... 数据处理是天波超视距雷达实现目标探测的关键技术之一。首先给出了天波超视距雷达数据处理所面临的困难,总结了数据关联、航迹融合、坐标配准、性能评估、杂波建模等,对新技术的发展进行了探讨,并指出检测前跟踪、雷达与环境系统一体化处理、基于多输入多输出的天波超视距雷达数据处理、测试与评估、协同处理与多源信息融合等将是天波超视距雷达数据处理的主要发展方向。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 数据处理 目标跟踪

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基于空间相关电离层模型的天波雷达目标跟踪 被引量：3

7

作者 郭振 王增福 +1 位作者 兰华 潘泉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期354-362,共9页

天波超视距雷达(简称天波雷达)(OTHR)通过电离层反射效应可实现对多种高价值目标的远程预警。天波雷达目标跟踪算法设计中,电离层建模对其跟踪性能至关重要。该文考虑现实中电离层的空间相关性,提出一种基于高斯马尔可夫随机场(GMRF)的... 天波超视距雷达(简称天波雷达)(OTHR)通过电离层反射效应可实现对多种高价值目标的远程预警。天波雷达目标跟踪算法设计中,电离层建模对其跟踪性能至关重要。该文考虑现实中电离层的空间相关性,提出一种基于高斯马尔可夫随机场(GMRF)的电离层虚高模型,以及相应的天波雷达多路径目标跟踪方法。该方法在贝叶斯估计的基础上,对多路径杂波环境下目标状态估计与电离层虚高参数进行联合建模与估计。该方法有效建立起了不同电离层区域之间的相关性,能够在电离层量测有限的情况下推断未量测区域的电离层虚高,改善电离层虚高参数辨识精度,进而提高目标跟踪精度。仿真结果表明基于空间相关性的电离层模型可以有效改善天波雷达目标跟踪性能。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 电离层模型 目标跟踪 高斯马尔可夫随机场 空间相关性

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天波超视距雷达的PMHT跟踪算法仿真研究 被引量：4

8

作者 张全都 刘慧霞 +3 位作者 潘广林 梁彦 潘泉 程咏梅 《中国电子科学研究院学报》 2006年第2期123-129,136,共8页

在天波超视距雷达(OTHR)单目标跟踪环境下,仿真分析了PMHT算法在航迹起始、维持、终结上的性能,研究了算法对环境参数和算法参数的鲁棒性,并对两交叉目标环境下的情况进行了仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,PMHT可以实现OTHR环... 在天波超视距雷达(OTHR)单目标跟踪环境下,仿真分析了PMHT算法在航迹起始、维持、终结上的性能,研究了算法对环境参数和算法参数的鲁棒性,并对两交叉目标环境下的情况进行了仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,PMHT可以实现OTHR环境下的自动目标航迹起始、维持及终结。 展开更多

关键词 概率多假设算法 天波超视距雷达 数据关联 目标跟踪

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基于大地坐标的多舰协同超视距目标指示研究 被引量：2

9

作者 吴云桥 段立 耿伯英 《舰船电子工程》 2008年第10期60-63,共4页

针对超视距目标指示问题,建立了基于大地坐标的目标运动方程和观测方程,并将UKF滤波方法运用于目标的跟踪。由多艘舰艇组成一个协同的目标指示系统,并将一种新的分布式融合算法运用于该系统,提高了目标的跟踪精度。仿真结果验证了该算... 针对超视距目标指示问题,建立了基于大地坐标的目标运动方程和观测方程,并将UKF滤波方法运用于目标的跟踪。由多艘舰艇组成一个协同的目标指示系统,并将一种新的分布式融合算法运用于该系统,提高了目标的跟踪精度。仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 大地坐标 多舰协同 超视距目标跟踪

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改进UKF算法在天波超视距雷达中的应用 被引量：1

10

作者 陈百英 刘以安 张强 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第24期78-80,85,共4页

针对传统的无损卡尔曼滤波(UKF)算法在对天波超视距雷达进行目标跟踪的过程中存在滤波发散和初始收敛速度慢等问题,提出一种改进的UKF算法。通过引进调节因子对状态矢量和观测矢量的协方差作实时调整,以达到提高滤波结果中状态信息与观... 针对传统的无损卡尔曼滤波(UKF)算法在对天波超视距雷达进行目标跟踪的过程中存在滤波发散和初始收敛速度慢等问题,提出一种改进的UKF算法。通过引进调节因子对状态矢量和观测矢量的协方差作实时调整,以达到提高滤波结果中状态信息与观测信息的正确率和雷达跟踪系统性能的目的。仿真结果表明,该算法在处理目标跟踪问题时,既可有效抑制UKF算法的发散,又可提高跟踪系统的收敛速度。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 无损卡尔曼滤波 目标跟踪 径向距离误差 方位角误差 调节因子

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超视距目标跟踪的卡尔曼滤波算法研究 被引量：1

11

作者 郜丽鹏 朱嘉颖 游世勋 《应用科技》 CAS 2019年第4期61-69,共9页

针对有界范围内的运动目标进行超视距跟踪时出现的量测不可靠问题,提出一种卡尔曼滤波初值选取方案,对采用三点法求得超出界限的目标初始运动状态进行修正,再将其作为新的滤波初值,这一方法称为投影修正法。对比传统初值确定方法,并结合... 针对有界范围内的运动目标进行超视距跟踪时出现的量测不可靠问题,提出一种卡尔曼滤波初值选取方案,对采用三点法求得超出界限的目标初始运动状态进行修正,再将其作为新的滤波初值,这一方法称为投影修正法。对比传统初值确定方法,并结合3种传统非线性卡尔曼滤波算法,分别在目标与观测台的初始距离为600和1000时进行仿真验证。仿真结果显示,与传统方法相比,应用该初值确定方法能在探测距离相对误差为1%,探测角度误差为0.01rad时,明显提高滤波初期收敛速度且滤波精度不下降。此外,研究还发现,在利用投影修正法进行跟踪滤波时,同等条件下选用零值修正,收敛效果更好。 展开更多

关键词 无源探测 超视距目标跟踪 非线性卡尔曼滤波 初值选取

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天波超视距雷达的混合多模型PDA航迹起始仿真分析 被引量：1

12

作者 王丽珍 刘慧霞 +2 位作者 潘广林 梁彦 潘泉 《中国电子科学研究院学报》 2006年第2期130-136,共7页

针对天波超视距雷达(OTHR)跟踪目标存在航迹起始难的问题,本文研究了基于混合多模型的PDA算法在天波超视距雷达复杂环境下的自动航迹起始问题。通过完整的仿真实例验证了基于混合多模型PDA算法在OTHR航迹起始的有效性,并分析了算法对可... 针对天波超视距雷达(OTHR)跟踪目标存在航迹起始难的问题,本文研究了基于混合多模型的PDA算法在天波超视距雷达复杂环境下的自动航迹起始问题。通过完整的仿真实例验证了基于混合多模型PDA算法在OTHR航迹起始的有效性,并分析了算法对可视/存在转移参数及检测概率的鲁棒性。 展开更多

关键词 混合多模型PDA 天波超视距雷达 航迹起始 目标跟踪

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基于前置接收机的天波超视距雷达回波模式辨识与定位精度提升 被引量：1

13

作者 冯肖雪 梁彦 +1 位作者 焦连猛 周林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2590-2598,共9页

天波超视距雷达(OTHR)目标跟踪面临着"三低"(低检测概率、低数据率、低测量精度)和"多径"(多条传播路径)的严峻挑战,准确的传播模式辨识与精确的目标定位是改善跟踪能力的关键。针对考虑高度信息的目标定位问题,提... 天波超视距雷达(OTHR)目标跟踪面临着"三低"(低检测概率、低数据率、低测量精度)和"多径"(多条传播路径)的严峻挑战,准确的传播模式辨识与精确的目标定位是改善跟踪能力的关键。针对考虑高度信息的目标定位问题,提出了一套不依赖于电离层探测设备的天波超视距雷达与前置接收机(FBRs)量测的关联融合方法,以辨识传播模式并改善含高度的目标定位精度。首先推导了考虑目标高度的坐标变换公式,通过融合FBRs的量测可以获得目标地理位置和电离层高度的初步估计,然后采用极大似然估计准则建立了一套OTHR传播模式和杂波模式的辨识规则,最后利用最小方差估计准则实现OTHR和FBRs关联量测的融合以提高目标定位精度。仿真结果表明:提出的关联融合框架能够有效地辨识传播/杂波模式,同时可以估计出电离层高度和目标高度。此外,通过OTHR和FBRs的关联量测融合有效地改善了目标定位精度。 展开更多

关键词 天波超视距雷达(OTHR) 模式辨识 前置接收机 定位精度 数据融合 目标跟踪

原文传递

As-IPDA算法在OTHR航迹维持中的应用

14

作者 王丽珍 金术玲 +1 位作者 梁彦 潘泉 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第11期1587-1589,1607,共4页

天波超视距雷达(OTHR)具有的低数据率、低检测概率和低量测精度特征对目标跟踪提出挑战;由于对航迹、航迹存在概率的平滑作用,基于状态扩维IPDA(As-IPDA)算法在目标跟踪中得以很好应用,文章把As-IPDA算法引入到天波超视距雷达目标跟踪... 天波超视距雷达(OTHR)具有的低数据率、低检测概率和低量测精度特征对目标跟踪提出挑战;由于对航迹、航迹存在概率的平滑作用,基于状态扩维IPDA(As-IPDA)算法在目标跟踪中得以很好应用,文章把As-IPDA算法引入到天波超视距雷达目标跟踪环境中;仿真结果表明,与传统的概率多假设跟踪(PMHT)算法相比,As-IPDA算法在目标跟踪精度、失跟率以及实时性方面都有满意的结果,从而验证了该算法在天波超视距雷达目标跟踪中的有效性、可行性。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 As—IPDA算法 目标跟踪

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As-IPDA算法的天波超视距雷达目标跟踪研究

15

作者 王丽珍 梁彦 +2 位作者 金术玲 潘泉 李耀军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第12期37-40,共4页

天波超视距雷达(OTHR)具有低数据率、低检测概率和低量测精度特征对目标跟踪提出挑战。针对OTHR在低检测概率下跟踪目标存在失跟率高的问题,将As-IPDA算法应用到OTHR目标跟踪中,通过大量的仿真实例验证了As-IPDA算法在超视距雷达目标跟... 天波超视距雷达(OTHR)具有低数据率、低检测概率和低量测精度特征对目标跟踪提出挑战。针对OTHR在低检测概率下跟踪目标存在失跟率高的问题,将As-IPDA算法应用到OTHR目标跟踪中,通过大量的仿真实例验证了As-IPDA算法在超视距雷达目标跟踪应用中的可行性,并分析了平滑步长、航迹存在性转移参数、目标检测概率对算法性能的影响,给出了算法参数选择建议,为工程应用提供理论参考。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 As-IPDA算法 目标跟踪

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自适应天波超视距雷达航迹融合算法仿真研究

16

作者 刘慧霞 王增福 +1 位作者 梁彦 潘泉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第2期18-21,共4页

针对天波超视距雷达在雷达坐标系下进行目标跟踪时,滤波器输出的各传播模式航迹起始与终结时刻的不同所造成的航迹缺失条件下的航迹融合问题,研究自适应天波超视距雷达航迹融合算法,通过应用当前时刻获得的新信息与历史时刻获得的信息... 针对天波超视距雷达在雷达坐标系下进行目标跟踪时,滤波器输出的各传播模式航迹起始与终结时刻的不同所造成的航迹缺失条件下的航迹融合问题,研究自适应天波超视距雷达航迹融合算法,通过应用当前时刻获得的新信息与历史时刻获得的信息联合确定最优关联假设,随着新信息的不断累积,对后向或前向不同时刻的航迹、传播模式以及目标的最优关联假设不断地进行修正,从而获得最优的目标状态估计。仿真表明,与多假设航迹融合算法相比,自适应天波超视距雷达航迹融合算法大大降低了融合结果误差,并对于电离层模型的误差具有很好的适用性和鲁棒性。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 航迹融合 航迹缺失 目标跟踪

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天波超视距雷达多路径Viterbi数据关联跟踪算法 被引量：22

17

作者 刘慧霞 梁彦 +1 位作者 潘泉 程咏梅 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1640-1644,共5页

天波超视距雷达目标跟踪面临多传播路径、低探测概率、低探测精度和低数据率的困难.本文在地理坐标系对运动目标建模而在雷达坐标系进行数据关联,将各传播模式的回波作为备选的竞争量测,运用动态规划的优化方式,在最大似然的意义下将VD... 天波超视距雷达目标跟踪面临多传播路径、低探测概率、低探测精度和低数据率的困难.本文在地理坐标系对运动目标建模而在雷达坐标系进行数据关联,将各传播模式的回波作为备选的竞争量测,运用动态规划的优化方式,在最大似然的意义下将VDA的回波与航迹的两维数据关联推广到回波、传播模式和航迹的三维数据关联,提出了多路径V iterbi(MVDA)数据关联算法.天波超视距雷达目标跟踪仿真表明:MVDA跟踪能力明显优于VDA和MPDA. 展开更多

关键词 天波超视距雷达 多路径Viterbi数据关联跟踪算法 目标跟踪

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天波超视距雷达数据关联跟踪算法现状研究 被引量：1

18

作者 刘慧霞 王增福 +1 位作者 梁彦 潘泉 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第9期1753-1755,1770,共4页

在远程预警系统中,天波超视距雷达以其探测距离远、覆盖范围大和抗隐身等优点受到各国学者的广泛关注。但其存在的"三低"和"多径"——低检测概率、低测量精度、低数据率和多传播路径问题给目标跟踪带来很大困难。... 在远程预警系统中,天波超视距雷达以其探测距离远、覆盖范围大和抗隐身等优点受到各国学者的广泛关注。但其存在的"三低"和"多径"——低检测概率、低测量精度、低数据率和多传播路径问题给目标跟踪带来很大困难。探讨了天波超视距雷达目标跟踪数据处理算法目前存在的一些问题,回顾了目前天波超视距雷达数据关联跟踪算法研究的发展现状,讨论了基于不同坐标系的天波超视距雷达数据关联跟踪算法的优缺点,并指出了应重点研究的方向。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 数据关联 目标跟踪

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电离层状态非稳定条件下的多路径Viterbi跟踪算法

19

作者 刘慧霞 梁彦 +1 位作者 潘泉 程咏梅 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第6期18-21,共4页

多路径Viterbi数据关联跟踪算法(MVDA)研究了运用动态规划的优化算法解决天波超视距雷达多路径数据关联问题,该算法是基于电离层状态已知稳定条件下的。提出一种电离层状态非稳定条件下的多路径Viterbi跟踪算法,该算法针对无法精确获得... 多路径Viterbi数据关联跟踪算法(MVDA)研究了运用动态规划的优化算法解决天波超视距雷达多路径数据关联问题,该算法是基于电离层状态已知稳定条件下的。提出一种电离层状态非稳定条件下的多路径Viterbi跟踪算法,该算法针对无法精确获得电离层状态时,量测模型中的电离层状态参数不确定导致雷达坐标系/地理坐标系之间的坐标变换存在的不确定时,在最大似然的意义下的回波、传播模式和航迹的三维数据关联。仿真表明:在电离层非稳定状态下MVUI提高了低检测概率时的跟踪性能,大大降低了失跟率,并提高了跟踪精度。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 多路径Viterbi跟踪算法 电离层状态 目标跟踪

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天波超视距雷达扩展综合概率数据关联算法

20

作者 金术玲 梁彦 +1 位作者 潘泉 程咏梅 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第7期12-16,共5页

考虑到天波超视距雷达径向速率量测与径向距离量测之间的关系以及径向速率量测精度较高的特点,提出了一种天波超视距雷达扩展IPDA算法。该算法利用当前时刻径向速率、径向距离的预测值和相应的量测构造出运动一致性因子,并推导了一致性... 考虑到天波超视距雷达径向速率量测与径向距离量测之间的关系以及径向速率量测精度较高的特点,提出了一种天波超视距雷达扩展IPDA算法。该算法利用当前时刻径向速率、径向距离的预测值和相应的量测构造出运动一致性因子,并推导了一致性因子的概率密度函数。在此基础上,利用一致性因子和马氏距离计算回波与目标的互属概率,从而减小异常点的影响、提高估计的精度。天波超视距雷达目标跟踪仿真结果表明:扩展IPDA算法在起始快速性、航迹起始概率、跟踪精度和稳定跟踪率等方面优于IPDA算法,同时其计算量只略大于IPDA算法的计算量。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 综合概率数据关联 目标跟踪

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