不完全量测下三维空间目标定位与跟踪算法研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuhuohua
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目标定位与跟踪是侦察与防空作战系统的重要环节之一,高效、可靠、准确隐蔽地对目标进行定位以及目标运动要素的解算与实时估计,从而秘密地完成行动策划和实施对目标的突然打击,是未来侦察与防空作战系统发展的必然趋势。在现实战场环境下,对目标进行定位与跟踪时,观测传感器易受到外部环境因素的影响,以及自身探测能力和可能主动采取的相关战术策略的制约,观测站测得的目标数据存在不完全量测现象。在不完全量测制约下,如何整合单个(多个)观测站的测量信息,对三维空间中的目标实现准确定位与高精度实时跟踪,对提高侦察与防空作战系统的作战能力及战场生存能力,具有重要的现实意义。本论文针对上述问题,所做工作及创新点如下:(1)在不完全量测下,依据测量信息缺失情况,建立了六类(共九种)双观测站目标定位模型,给出了计算目标定位参数的解析表达式,分析了目标定位精度。首先,依据空间定位几何原理,根据测量信息缺失的具体情况,将双观测站定位方式分为六类。其次,运用双观测站协同定位的思想,建立了每种方式的定位模型及求解方法,根据误差传递理论,分析了每种定位方式的定位精度。最后,分别对每种情况进行仿真验证分析,给出了相应的目标定位精度CEP曲线。(2)在不完全量测三维空间目标定位研究的基础上,给出了静止双观测站目标跟踪算法及其评估准则。首先,基于静止双观测站协同定位的思想,推导了九种情况下量测噪声协方差计算公式。其次,依据Kalman滤波原理,建立了不完全量测下静止双观测站的目标跟踪算法。最后,对每种情况进行了蒙特卡罗仿真,分别给出了笛卡尔坐标系下和球坐标系下的目标跟踪误差曲线。仿真结果表明,目标跟踪误差曲线渐近收敛且接近于理想的CRLB,具有较高的跟踪精度。(3)在不完全量测静止双观测站目标跟踪算法的基础上,给出了运动双观测站(其中一个静止,一个运动)的目标跟踪算法。首先,根据当前时刻目标的滤波估计值,得到下一时刻目标定位的预测CEP,根据预测CEP的梯度得到运动观测站下一时刻的运动方向。其次,依据观测站运动速度及方向确定下一时刻观测站的位置,建立运动双观测站目标跟踪递推算法。最后,以两个观测站距离信息均缺失和测得低精度方位角两种情况为例,对其分别进行了蒙特卡罗仿真,给出了目标跟踪误差曲线。与静止双观测站目标跟踪误差曲线及理想的CRLB曲线相比,结果表明,相同仿真条件下,运动双观测站目标跟踪算法的跟踪误差比静止双观测站的跟踪误差要小,目标跟踪精度更高,更接近于理想的CRLB。
其他文献
人眼波前像差的精确测量能够有效保证LASIK术后人眼视觉质量的提高。为了提高夏克-哈特曼(Shack-Hartmann或SH)人眼波前像差仪探测精度同时扩大波前测量的动态范围,对人眼波
随着时代的进步,科技的发展,实际生产过程变得越来越复杂,日益呈现出多输入多输出、强耦合、强非线性、多工况、变负荷、时变等复杂性特征,使得被控对象的精确数学模型难以获
微光瞄具能够在微弱光照条件下清晰观察到目标和瞄准目标而不暴露自身,克服了红外瞄具工作时易暴露的弱点,使微光瞄具在现代全天候作战中得到了广泛的应用。评估其可靠性的一项重要指标是平均无故障时间(MTBF),“微光瞄具可靠性试验设备”项目研制出了一套适用范围宽、检测精度高、更智能化的微光瞄具可靠性试验设备,本论文主要研究内容为此项目的图像采集与监控部分。本文根据国内最新的试验标准,研究微光瞄具试验设备中
运动目标跟踪是计算机视觉研究领域中的一个核心课题,它在民用和军事等众多领域均具有广泛的应用价值。近年来,随着计算机技术的快速发展与现实生活和工作中的迫切需求,运动目标
随着当代工业水平的发展,柴油机被越来越广泛地应用于当代工业的各个重要行业当中,但是由于柴油机本身结构的复杂性,加之周边工作环境一般也比较恶劣,使得柴油机故障的发生率与复
细胞是构成生物个体的基本单元,针对活体细胞各个不同领域的研究,将有助于人们更清晰、全面、准确的了解活体细胞的生理状态和过程,使人们更好的了解细胞群体中不同细胞的个体差异和一些特殊细胞的功能。其中,针对细胞电学特性的研究与分析因其应用领域的广泛而得到了大批学者的重视。本文针对细胞电学特性研究这一问题,分析总结了多种细胞电学特性研究方法及其优缺点,建立了对于原子力显微镜探针操纵的路径规划模型,解决了对
电子及信息技术是现代化车辆系统的一大支柱,其中信息技术由于能起到控制效果倍增的作用尤其受到极大的重视。在一个现代化高性能车辆系统中,信息技术的水平极大的影响着车辆的
测试仪器在现代工业生产和科研教育中起着巨大的作用,传统仪器功能单一,成本高昂,阻碍信息技术的发展。虚拟仪器弥补了传统仪器的缺陷,功能多样,操作灵活,成本低廉,在未来有
随着能源短缺与环境污染问题的日益严峻,双反应段反应精馏塔(RDC-DRS)由于具有节约能源消耗和设备投资费用等优点而倍受研究者们的关注。目前关于RDC-DRS控制系统的研究大多采
火箭吊装是航天发射试验过程中一个重要的环节。由于运载火箭不同于一般意义的货物,其集装箱的非标准化设计(超大、超重等)对指挥程序、操作流程、操作人员的技能和素质、集