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。     

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。     

高技术与反潜指控系统

作战的胜负不仅取决于敌对双方力量的对比,而且取决于双方力量的使用。而使用力量最有效的方法就是将各种作战力量形成整体威力,并正确地运用,“惟合力方能致胜”,这是战斗乃至战争的一般规律。要使各种作战力量形成整体威力,就需要实施有效的指挥和控制。在现代战争条件下,传统的指     

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。     

潜艇利用“迪卡斯”盲区规避反潜飞机跟踪

"迪卡斯"声纳阵存在探潜盲区,潜艇可利用其进行规避。通过对盲区的分析和计算机可视化,并建模、仿真计算了"迪卡斯"声纳浮标阵对潜跟踪概率,得出了通常情况下、特殊情况下潜艇机动规避方法和规避过程中的速度优化方法。尽管利用盲区规避可造成反潜飞机探测或定位中断,但利用盲区并非任何情况下的最优方法。     

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。     

锁相倍频开关式跟踪滤波器

本文提出一种简单的跟踪滤波器电路,该电路可用于多普勒雷达,主要由开关式带通滤波器和锁相环组成。实验结果表明,它具有捕捉范围宽、捕捉时间短和在噪声背景下有令人满意的性能等特点。     

“博福斯”反潜火箭系统

潜艇技术的不断发展和进步,促进了反潜战的发展。西欧及一些第三世界国家对近海浅水区反潜颇为重视,致力开发近海反潜武器。其中“博福斯”反潜火箭系统就是最具有代表性的一种。文中对其性能进行了介绍、分析和评估。     

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.     

网络反潜:美军反潜出新招

据外刊近日报道,美国海军在科索沃战争中再次成功地实施了海上新战略,即“由海向陆”的纵深连续打击。该战略的提出是由于美海军舰岸导弹射程的限制,其航母编队大都要在沿岸海区活动,而沿岸海区反潜作战的现实困难性又促使美国海军提出了网络反潜战新概念。所谓网络反潜是将所有反潜平台由信息网络联结在一起,进行数据融合后提供相关的战术图像和指令,以达成信息共享,在总体作战中遂行快速的、决定性的和协调一致的反潜战斗行动。反潜战困难重重反潜战大致可分为大洋深海区作战和沿岸浅海区作战两种类型。冷战后,由于美国海军积极推行“由海…     

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...     

反潜巡逻机与反潜直升机协同反潜建模

针对反潜巡逻机与反潜直升机协同反潜作战问题,通过定性分析前者协同作战需求,提出了反潜巡逻机概略搜索、反潜直升机精确跟踪定位的协同战术。在此基础上,给出了反潜直升机联合使用声纳浮标与吊放声纳的搜潜策略,并建立了两机协同反潜定量分析模型。最后仿真分析了延迟时间、初始距离、定位误差等因素对直升机留空时间需求与声纳浮标数量需求的影响;同时计算了反潜直升机协同反潜的最大作战距离,以及所需声纳浮标的数量。结果表明,对于低速常规潜艇目标,两者协同反潜区域较广;而对于高速核动力潜艇,需多架反潜直升机参与协同。     

反潜短板

这样一则报道引起了本刊的注意。2011年5月17日,菲律宾军方发言人表示该国将考虑购买潜艇,这位发言人说:"在未来可能发生的潜在冲突中,潜艇将是非常好的威慑力量"。放眼整个南海,对潜艇高度重视不只菲律宾一家,马来西亚已经拥有了上等的法国潜艇,越南也在展开雄心勃勃的"基洛"购买计划。这些潜艇并不能从根本上改变该地区总的力量对比,但考虑到南海存在复杂的岛屿纠纷,并且有对中国极其重要的能源和贸易运输线经过,这些变化有理由引起中国足够的重视,何况南海有可能成为未来中国航母重要的活动区域。事实上,除了这些尚未变成现实的常规潜艇,已经存在的核潜艇是未来中国航母更大的威胁。     

战术背景对跟踪滤波器设计的影响

可以利用战术背景下做战术机动空中目标的特性来提高跟踪效果。提出了先目标机动预测,然后进行机动检测和滤波的方法（ＰＩＦ）。本方法可以提高对空中机动目标的跟踪效果而无须做大量的运算。     

自适应强跟踪卡尔曼滤波器载波环设计

针对自适应Q_k/R_k卡尔曼滤波算法在大频偏或运动场景切换时存在收敛速度慢、易失锁问题,提出了一种自适应强跟踪滤波算法,该算法从自适应Q_k/R_k卡尔曼滤波算法出发,引入强跟踪技术。在稳态场景下,采用自适应Q_k/R_k算法保证跟踪环路有较好的跟踪精度;当场景变化时,自适应强跟踪算法保证跟踪环路有更稳健的动态性能。仿真结果表明,所提出的设计方法能够有效提高载波跟踪环路的跟踪精度和鲁棒性。     

用于动平衡测试的MDAC窄带跟踪滤波器

为了从强干扰噪声中提取出与转速同频的振动分量,且适应转速波动时的情形,利用互相关原理导出了跟踪滤波方法,并采用乘法数模转换器(MDAC)设计并实现了窄带跟踪滤波器。实验结果表明,其增益相对误差优于0.2%,相位绝对误差优于0.4°,当转速变化率不超过9000r/min2时,滤波器的输出能够跟踪转速的变化。该滤波器能较好地满足动平衡测试的需要。     

强跟踪渐进更新扩展卡尔曼滤波器及其在磁偶极子跟踪中的应用

为了改善实际跟踪过程中因为缺乏目标先验信息造成的模型失配对滤波器跟踪性能造成的影响,引入强跟踪滤波(STF)思想对渐进更新扩展Kalman滤波(PU-EKF)算法进行改进,提出了强跟踪渐进更新扩展Kalman滤波(STPU-EKF)算法.在多种模型失配情况下进行磁偶极子跟踪仿真试验,对所建算法的性能进行验证,仿真结果表...