火控系统跟踪滤波器数学模型

在防空火控系统中,滤波器和预测器的输入信号来自对目标在空中的运动轨迹的测量。在设计滤波器和预测器时,首先要对目标运动规律做出决定。过去在飞机机动性能不高的情况下,曾把目标作等速直线运动做为常用的假设,效果还是比较好的。那时所用的计算工具主要是机电模拟式计算装置,所用的理论主要是维纳滤波理论。应用维纳理论设计滤波器的方法是根据输入信号误差的统计特性,找出滤波器的最佳重量函数,然后用实际装置逼近它。维纳理论比较适合于通讯系统,因为通讯系统的输入信息为语言或编码,较符合平稳随机过程,而火控系统的输入信息一般并不是平稳的,因而维纳理论对于火控系统来说,就不太合适,或者说不太理想。60年开始出现的卡尔曼滤波是递推式计算的,特别便于在数字计算机上进行。它计算的特点是边估计状态值,边估计误差的方差值,而且能随着误差的大小调整估计,提高估计精度。它的适应性是很强的。卡尔曼滤波器的这一特点,对于火控系统来说是非常宝贵的,因为实际的工作条件往往不是最佳的。上述对目标运动规律的决定,在卡尔曼滤波器设计中就是确定目标运动的数学模型。下边介绍适合现代空中目标运动特点的几种可用的数学模型,重点是随机加速度模型。     

机电式反潜系统跟踪滤波器

前言在单机单控的水面舰艇深弹反潜系统中,目前采用机电式指挥仪尚有其一定的使用价值和可取性。机电式指挥仪的优点是稳定可靠、制造成本低、操作使用方便等。而其最主要的缺点是精度较低。但在深弹反潜系统中,由于声纳本身测量精度不高,而且对系统精度并非要求很高,所以这一缺点而引引起的矛盾得到了缓和。     

纯角度测量跟踪滤波器

在很多军用场合,不能得到目标的位置信息,只有目标的角度、角速度和角加速度信息;因此,用纯角度测量估计目标的位置、速度和加速度具有重要意义。文章对解决上述问题的方法进行了综述。将ＭＰＣ中对目标的纯角度测量下的平面跟踪滤波器推广到三维ＭＳＣ,对目标进行三维跟踪,仿真结果表明,该方法是解决三维纯角度测量跟踪问题的有效途径。     

实用的解耦自适应跟踪滤波器

本文提出了一种在非线性量测环境下对机动目标的解耦自适应滤波算法。在视角直角坐标系中实现了一种修正的输入估计方法。由于所提出的这种滤波器有解耦结构,因此在不降低性能的前提下可以大幅度减少计算量。同时,由于伪量测噪声之间的交叉相关性较小,因此可以提高机动探测的精度。     

强跟踪滤波器在机载云台目标跟踪中的应用

针对小型无人机地面目标跟踪系统,设计了自适应的强跟踪滤波器(STF),实现了对机载云台姿态的控制,使机动目标保持在机载云台的视场中心。根据无人机、目标与视场中心的位置关系,建立了跟踪系统的数学模型。为解决\"当前\"统计模型跟踪强机动过程效果较差的问题,提出了强跟踪滤波器(STF)的自适应滤波算法。当无人机加速度较大时,加入强跟踪滤波器后的跟踪曲线较平滑,误差更小。最后,仿真结果表明,机载云台姿态控制器对机动目标的跟踪效果良好,被跟踪目标保持在机载云台的视场中心。     

集成开关电容滤波器的应用研究

Max267是Maxim公司生产的新一代高精度开关电容有源滤波器。该滤波器的中心频率、Q值、工作模式等均可通过Max267引脚方便的选择。实际应用时,巧妙设置选择理想的应用设计方案,可以得到质量较高的滤波输出信号。     

一种新的IMM-PDA滤波器跟踪门

针对杂波环境下跟踪机动目标问题,研究了两种现行的跟踪门,模型跟踪门(MBG)和集中跟踪门(CG)。在此基础上提出了新的跟踪门,分别是模型概率加权跟踪门(MPWG)和两级模型概率加权跟踪门(TS-MPWG)。用RMS误差、跟踪丢失百分比和计算量比较了这几种跟踪门的性能。从仿真结果可以看出,在杂波环境下用IMM-PDAF进行机动目标跟踪,TS-MPWG跟踪门优于其它方法。     

神经网络的单滤波器目标跟踪算法

当前统计模型及其自适应滤波(CSMAF)算法是机动目标跟踪中的一种有效方法。但该方法对目标机动加速度极限值有依赖,并且对弱机动目标跟踪的精度不高。为解决这一问题,利用一种改进的加速度方差自适应调整公式克服了对加速度极限值的依赖,同时利用神经网络对滤波参数信息进行融合,自适应调整过程噪声。仿真结果表明,该方法有很好的机动适应性,对目标的跟踪精度较高。     

140～170MHz高集成度数字锁相式频率合成器及锁相调频的工程设计

频率合成器具有与频标相同的频率准确度与稳定度。数字锁相式频率合成器易于集成化,具有体积小、频带宽、工作频率多、性能可靠等优点,在短波波段已得到大量应用。现在一个工作于几兆赫的锁相环,采用一块集成块便能实现。但工作于140～170MHz频段的全集成数字锁相式频率合成器并采用比较先进的锁相调频技术,还比较少见。本文试图通过一个具体实例对此作比较详细的、系统的论述。     

卡尔曼滤波器和跟踪微分器在光电跟踪系统中的应用

光电跟踪系统通常采用跟踪偏差反馈闭环控制,若同时采用速度前馈复合控制可以有效提高系统跟踪精度,分别使用了卡尔曼滤波器和跟踪微分器两种算法求取跟踪速度信号,通过仿真分析和工程应用,确认卡尔曼滤波器求取的速度信号更准确,噪声更小,更适合于光电跟踪系统的前馈复合控制。