单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨.利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件.以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状.给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析.研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型.     

曲线拟合的单静止站纯方位目标参数计算方法

线性平差法将测量初始方位作为目标的真实初始方位,引入了有偏误差;余切法是一种三方位解算法,解算没有使用积累测量信息,解算精度不高。因此提出一种曲线拟合的方法,将目标初始方位、航速与初距的比值、航向作为待解算目标参数,从而避免有偏误差。并且给出了静止单站纯方位目标航向解算误差的Cramer-Rao下界。在不同目标航路下对3种方法进行高测量误差(3°)仿真验证,表明曲线拟合方法接近Cramer-Rao下界。     

基于方位变化率的目标运动分析

目标方位变化率对运动要素解算有着重要的影响.但不同目标运动要素(目标距离、航向或速度)的求解精度,对目标的方位变化率又有着不同的要求.从确定性算法入手,进行了方位变化率对目标运动要素解算精度影响的理论分析,并通过仿真计算验证了理论分析的正确性,证明了该理论具有一定的应用价值.     

方位偏差在多方位—初距法解算目标运动中的应用

多方位—初距法是潜艇解算目标运动要素的常用方法之一,所提供的估计初始距离的准确程序直接影响解算的可信度。为了及时评判估计初始距离的准确程度,引入方位偏差的概念,作为潜艇指挥员修正估计初始距离的重要依据。方位偏差是利用部分方位序列解算目标运动要素,根据解算结果推算当前目标方位,与当前实测目标方位相比较的结果。利用估计初始距离与真实初始距离差异性反映到方位偏差的变化规律,可以迅速有效地调整估计初始距离,使解算过程快速收敛到理想解。     

六方位相对标图法绘算目标运动参数

基于相对运动原理以及观测平台在机动前后以被动方式分别测取的目标六个不同方位,提出了一种观测平台隐蔽确定目标运动参数的相对标图绘算方法。文章论证了该方法的基本原理和给出了具体的绘算原理方法步骤,并对该方法的不同绘算态势下的使用结果与使用影响因素进行了分析。实际绘算使用结果表明,利用该方法绘目标运动参数时的速度与精度能够满足绝大部分态势下的目标运动参数绘算需要。     

潜艇纯方位接敌跟踪航路优化方法探讨

潜艇利用纯方位定位跟踪系统对目标进行定位跟踪时 ,目标位置线在优化潜艇的接敌跟踪航路中具有重要的作用。通过研究目标位置点与目标位置线和目标方位之间的关系 ,构造出一个优化潜艇接敌跟踪航路模型     

基于方位和线谱频移的TMA新算法

提出了一种基于方位和线谱频移序列的目标运动分析新算法,解决了方位序列估计器工作点漂移方法中初始方位漂移角度较难确定的问题;提出了一种新的多普勒频移匹配估计器,不需要预先提取目标线谱即可估计目标运动参数,并且有效地加快了目标运动参数解算的收敛速度.海上实验数据处理结果表明该算法较以往同类算法在收敛速度和解算精度等性能上有明显改进.     

基于方位数值拟合的目标机动改变判断*

被动声纳和侦察雷达等传感器材对目标的探测仅能获取目标方位信息。虽然基于纯方位信息和探测平台机动位置的方位平差法,能够解算得出定向定速运动目标的要素,然而在实际作战应用中,目标可能会频繁地出现转向机动,使运动要素永远也不可能收敛。判明目标改变机动具有十分重要的战术价值。本文研究给出了一种基于时间方位拟合的目标转向运动判断方法,并结合典型态势进行了仿真分析,得出了拟合判断参数,研究结果为目标运动要素解算控制、潜艇查明水面舰艇巡逻线等作战应用提供目标转向判断依据。与方位滤波方法相比,这一方法概念清晰、算法简单、实用性强。     

初距为自适应参量的纯方位最小二乘TMA模型

针对纯方位目标运动分析(TMA)中距离平差法需要人工修订初始距离的限制,建立以初距为参量的最小二乘纯方位目标运动分析(TMA)模型,提出一种自适应确定初始距离的方法,放宽对人工修订初始距离的限制.通过数值仿真,结果表明该方法的有效性,且在收敛时间和解算精度指标上较传统纯方位最小二乘纯方位目标云动分析(TMA)有明显改善.     

用声纳DEMON谱用于解算目标要素方法

被动声纳观察目标一般只提供目标的方位,基于声纳方位解算目标要素的传统方法是纯方位解要素法。现代信号处理技术的发展使得通过被动声纳信号DEMON频谱可获得目标螺旋桨转速。利用声纳方位、DEMON频谱信息联合解算目标要素将比单纯依靠声纳方位解算目标要素率高。给出了通过DEMON频谱获取目标速度的方法,并通过仿真对联合解算效率与纯方位法进行了比较。     

基于灰色系统理论的目标方位估算及应用

针对潜艇作战过程中依据目标方位变化判断战场态势的军事需求,根据灰色系统理论,以实测目标方位序列为原始数据,建立GM(1,1)模型,深入挖掘其内在规律性,对目标方位序列的变化趋势进行科学分析,并估算未来时刻目标方位,用于战术态势判断、检验目标运动要素解算和战术绘算的准确性,以及干预目标运动要素解算,以期望利用有限的数据,获得最大限度的信息,为潜艇指挥员提供决策支持。     

潜艇纯方位解算质量评估方法研究

针对潜艇目标运动要素解算算法特点,依据武器使用效果探索要素解算质量评估方法。根据潜艇指控系统目标定位跟踪的战术技术指标和鱼雷武器的使用效果对目标运动要素的精度要求,采用统计模拟方法计算鱼雷命中(发现)目标概率以及对应的要素精度要求,并提出在线统计解算要素均方差的研究思路。给出了要素解算质量评估标准、评估依据的实现方法和表现形式。使用概率衡量使用效果,评估要素解算质量较为科学,容易为部队指挥员接受。     

纯角度信息的舰载无人机目标运动分析算法

为解决依据舰载无人机观测数据对目标进行定位跟踪的问题,提出了基于纯角度信息对目标进行目标运动分析的算法。根据目标运动特性,建立算法运动模型,构建等式,对其可观测性进行分析,并且利用最小二乘法,对目标运动要素解算,通过算法分析和算例仿真表明:该算法可通过舰载无人机对目标的角度测量信息,对陆上、海上运动目标进行运动要素求解,精度满足舰载无人机对目标的定位跟踪要求。     

有限声速的纯方位算法

针对纯方位条件下对等速直航目标观测的算法问题,将目标运动要素及平均声速作为待估计参数,给出了计算非线性最小二乘法目标函数梯度与Hessian矩阵的解析公式,基于这些公式,可以构造估计目标运动要素的一些算法及编程实现。部分数值实验表明,信赖域算法、Levenberg-Marquardt算法与Matlab用于解非线性最小二乘问题的函数lsqnonlin的计算精度基本一致。     

再论“声纳测向精度海上动态测量计算公式”

声纳测向精度极大地影响着水下作战平台指控系统的性能,尤其是其中的目标运动要素解算功能。详细分析了目前工程仍在使用的一种声纳测向精度计算公式,提出了一种改进方法,使之能适应交叉航路态势,便于对艇艏圆柱阵/球形阵进行测试评估。鉴于已有方法的有偏性,提出了几种新的方法,新方法是渐近无偏的,量测点数越多,误差估计精度越高。针对存在系统偏差情形,提出了一种解决方案,仿真结果表明,当量测点充分多时（如n=1 000）,该方案能精确地估计出随机误差（均方根）和系统偏差,为完善声纳测向误差的精度评估,提供了一种支持手段。     

利用会聚区隐蔽解算目标运动要素的方法

在浅海,当被动声纳探测到目标后,由于舰艇间不断的运动,测得的目标方位随时间的不同而不断地发生变化,利用目标方位的变化,通过纯方位法和滤波估计等方法可解算出目标的运动要素.当声纳利用深海会聚区的声学效应在远距离上探测到目标时,因舰艇被动声纳在隐蔽条件下往往只能测得目标的方位,此时的目标方位随着时间的不同变化很小,难以利用浅海的解算方法求出目标的运动要素.为解决这一问题,基于对深海会聚区声学效应的分析,提出了利用会聚区宽度等特点,采用本舰艇合理机动的方式,来求解目标的运动要素的方法.通过对本舰艇各种可能机动方式的建模和计算机仿真计算的结果可见,该方法可行,且在第一、第二会聚区效果明显.     

航向误差对解算目标运动要素误差的影响

针对UUV在水下探测时需要对水下移动目标的运动要素进行测定的问题,通过对四方位测定目标运动要素方法进行分析建立了其二阶误差分析模型,并在该模型基础上分析航向误差对解算目标运动要素误差的影响。结果证明:该分析模型可实现对航向误差影响的有效分析。     

声速有限条件下的纯方位方法

针对纯方位条件下对等速直航目标运动要素的观测问题,考虑声音在海水中传播时间的作用,建立了计算可观测目标方位的解析公式。基于平均声速为有限常数的假设,证明了即使观测站静止,运动要素也一般是可观测的。在观测误差为独立同分布零均值正态随机误差的假设条件下,证明了由方位观测误差的最小二乘法给出的估计为极大似然估计。仿真实验表明,观测站转向及直航机动条件下此方法对应的目标运动要素的观测度较传统方法有显著改进。     

水下目标运动轨迹的动态模拟

一、引言在研制对水下目标运动的指挥仪中,很需要一种与之相适应的考验检查手段,因此需要设计出具有象潜艇那样形成水下目标运动轨迹,为指挥仪检验动态解题精度的仪器是十分必要的,该仪器称为动态航路模拟器简称模拟器。模拟器代替声纳连续不断输给指挥仪目标动态航路坐标诸元距离 d 和我舷角qw,从而使指挥仪解得目标航向 K_m 目标速度 V_m。本文简要介绍某 ZST—2型反潜     

纯方位目标跟踪算法性能分析

本文对纯方位目标跟踪中的三种方位平差法进行了分析,讨论了方位误差和己艇运动要素误差对算法的解算误差的影响,进而显示了纯方位目标跟踪这一特殊估值问题中的目标运动参量和坐标系选择的重要性。此外,从分析结果中还能看出目标和己艇的运动几何态势对算法性能的影响。根据性能分析,本文还对三种算法进行了比较。