纯方位目标跟踪系统的可观测程度

首先建立了纯方位目标跟踪系统的动态模型和一个最小二乘估计器,分析了该系统的完全可观测性。在系统完全可观测的条件下,引入可观测程度这一概念。文中定义了两种描述系统可观测程度的方法。它们都很好地反映了系统可观测程度随跟踪时间的变化过程。研究发现,纯方位目标跟踪系统往往是弱可观测系统,这正是系统跟踪效果不佳的原因所在。然而,文中表明的系统可观测程度同跟踪几何态势关系密切这一事实,又使得从己艇机动入手解决跟踪效果差的问题成为可能,就是通过极大化系统的可观测程度优化己艇的机动策略。     

纯方位跟踪的观察器最佳机动

在纯方位跟踪中,为确保可观察性和获得精确目标定位,观察器机动极为关键。本文用最佳控制理论来确定匀速观察器的航向,使从费希尔信息矩阵(FIM)导出的精度准则为最小。部分通过解析方法,部分通过数值迭代过程建立和解析出最佳机动的必要条件(欧拉方程)。介绍并讨论了最佳观察器机动的几个实例。     

纯方位定位中的“Legs”机动方式与系统的可观测性

由多个等速直线运动段组成的观察站运动方式,称为“Ｌｅｇｓ”机动方式,所谓的纯方位系统是可观测的,是指系统在纯方位观察条件下,能唯一地求解出目标的运动参数。讨论了“Ｌｅｇｓ”机动方式,对纯方位目标定位系统可观测性的影响,建立了该模式下系统可观测的必要条件。     

传统的方位定义应用局限性研究

本文分析了传统的方位定义与计算存在的应用局限性根源,提出了适合航海及各种规模军事演练需求的改进的方位定义和计算方法,并分析了两种方位定义下的方位计算误差及适用条件.     

辅助变量法消除纯方位目标运动参数估计偏倚

由于测量噪声与观测阵统计相关,使得纯方位系统伪线性后的最小二乘估计是有偏的.理论分析证明,构造适当的辅助变量可以消除这种偏倚.可以将前3个时刻的测量值的预测值作为辅助变量,从统计上解耦达到消除偏倚的目的.计算机仿真计算的结果表明,该方法相当稳定,受收敛问题的困扰较少,可以达到消除估计有偏的目的,同时提高了对目标参数估计的精度,因此该做法被验证是有效的.     

扇区内插法设计虚拟均匀线列阵的研究

目前许多高分辨算法只适用于均匀线列阵的方位估计.在不规则阵列条件下,需将实际阵列等效为虚拟均匀线列阵.文中通过对基于扇区内插法设计虚拟均匀线列阵的研究,给出了设计的具体步骤,并提出一个简单且准确的虚拟线列阵阵元间隔的计算公式.     

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。     

方位向电扫描SAR系统参数设计与仿真验证

方位向电扫描SAR(Terrain Observation by Progressive Scans,TOPSAR)是星载SAR的一种全新工作模式,这种工作模式通过天线波束在方位向扫描,在保持ScanSAR宽测绘带优点的同时,解决了扇贝效应(scalloping)问题。针对这种工作模式要求天线在方位向和距离向都进行扫描的特点,推导了方位分辨率与扫描周期的具体关系,进而分析了系统参数的约束关系,提出了适于工程设计的系统参数设计方法。最后,用TerraSAR-X的参数进行了一组设计,以该设计结果为输入参数,运用SBRAS(SpaceBorne Radar Advance Simulator)进行了信号仿真,仿真结果验证了方法的有效性。     

舰船辐射噪声检测的被动合成孔径算法

舰船辐射噪声在低频段具有稳定的线谱成分,其特征信息丰富,利用该线谱成分可以实现对水下目标的检测.被动合成孔径(Passive Synthetic Aperture Sonar,PSAS)算法对小孔径基阵沿直线运动接收到的信号进行合成处理,从而达到虚拟大孔径基阵的方位分辨力效果,进而提高对弱目标信号的检测能力.理论分析结合仿真不同因素对被动合成孔径算法影响,验证了算法的有效性和可行性.     

多方位-速度目标跟踪分析及一种新算法

对多方位-速度目标跟踪方法的解算原理进行了分析,并从非线性、观测性和多解性方面对多方位-速度法的性质进行了分析。说明多方位-速度法本质上是非线性的且具有多解性,同时给出了系统可观测的两个必要条件。揭示了以往解算方法的问题所在,并提出了一种全新的方法。仿真结果表明,该方法在收敛时间、精度、计算代价、使用方便性等方面都远远优于以往的方法。