雷達目標跟蹤是雷達數(shù)據(jù)處理中的一個重要組成部分,在遠程預(yù)警、戰(zhàn)場監(jiān)視、空中管制、民航交通等軍事和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。雷達實際工作中,不僅會接收到真實目標回波信號,還會接收到不感興趣的雜波信號和干擾信號。此外,目標運動狀態(tài)復(fù)雜多變,給雷達目標跟蹤帶來較大困難,開展雷達目標跟蹤算法研究具有重要的理論和實際應(yīng)用價值。本文針對某試驗雷達系統(tǒng)目標跟蹤技術(shù)展開研究工作,并設(shè)計實現(xiàn)了該試驗雷達系統(tǒng)的目標跟蹤系統(tǒng)。論文主要工作如下:1、重點研究了幾種典型的目標跟蹤濾波算法。針對噪聲背景下的目標跟蹤濾波算法,研究了適用于非機動目標跟蹤的卡爾曼濾波算法和適用于機動目標跟蹤的交互式多模型算法。針對雜波環(huán)境下的目標跟蹤濾波算法,研究了適用于單目標跟蹤的最近鄰域法和概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法以及適用于多目標跟蹤的聯(lián)合概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法。對這幾種典型目標跟蹤濾波算法進行了詳細的理論分析,并利用仿真實驗進行了驗證。2、研究了幾種解決坐標轉(zhuǎn)換誤差引起的目標跟蹤精度下降問題的濾波算法。雷達通常在極坐標系下獲得目標回波信號,而在直角坐標系下對目標進行跟蹤,量測信號在不同坐標系之間轉(zhuǎn)換時會存在一定的轉(zhuǎn)換誤差,從而導(dǎo)致目標跟蹤性能的下降。針對該問題,本文研究了去偏轉(zhuǎn)換量測卡爾曼濾波、無偏轉(zhuǎn)換量測卡爾曼濾波和修正的無偏轉(zhuǎn)換量測卡爾曼濾波算法,理論分析和仿真結(jié)果表明這三種方法均能有效提高跟蹤精度,且修正的無偏轉(zhuǎn)換量測卡爾曼濾波算法性能最優(yōu)。此外,研究了基于修正無偏轉(zhuǎn)換量測的交互式多模型算法,以提高存在坐標轉(zhuǎn)換誤差時機動目標的跟蹤精度。3、針對目標航跡管理問題,對傳統(tǒng)航跡質(zhì)量管理方法進行了優(yōu)化。在跟蹤過程中,由于目標發(fā)生機動、目標真實回波沒有通過檢測門限等因素會導(dǎo)致航跡質(zhì)量下降甚至航跡中斷,因此通常采用航跡質(zhì)量管理方法來對目標航跡質(zhì)量進行評估。傳統(tǒng)的航跡質(zhì)量管理方法不能根據(jù)相關(guān)波門大小而自適應(yīng)調(diào)整航跡計分,當(dāng)目標發(fā)生機動時容易發(fā)生無法正確跟蹤目標問題,而優(yōu)化后的方法可以根據(jù)跟蹤波門的大小自適應(yīng)調(diào)整航跡計分,具有較好的目標航跡評估性能。實測數(shù)據(jù)驗證表明,該方法能有效避免機動目標斷航和丟批,具有較好的航跡管理能力。4、針對某試驗雷達系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和目標跟蹤處理的需求,基于QT平臺設(shè)計并開發(fā)了雷達目標跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是對本文所研究跟蹤濾波、航跡起始、航跡管理等算法的集成,具備根據(jù)目標回波、目標航跡等信息自適應(yīng)選擇目標跟蹤算法并實現(xiàn)目標跟蹤處理的功能;可接入實測數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù),方便系統(tǒng)調(diào)試和算法仿真;可對目標航跡信息進行實時更新、管理、顯示和記錄,其中航跡信息的顯示包含以極坐標形式和以方位、俯仰為坐標顯示航跡圖像,航跡圖像的縮小與放大顯示,航跡信息列表顯示等顯示方式。該系統(tǒng)具有較高的集成性和可拓展性,已應(yīng)用于試驗雷達系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),支撐了試驗雷達系統(tǒng)的研制。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN953

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