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低空开放和通用航空发展是近年来的社会热点,引起了全社会的高度关注,通用航空产业将在国民经济建设和社会发展中起到非常重要的作用。通用航空飞行安全技术保障手段不完善是制约我国通用航空产业发展的主要原因之一。针对我国低空空域开放带来的低空目标可靠监视技术难题,开展通用航空多目标跟踪关键技术研究,提高通用航安全飞行保障能力,对推动我国通用航空行业的发展具有重要的意义。本文以通用航空网络化多源监视体系为基础,以保障低空空域多目标连续稳定跟踪为目标,利用随机有限集理论,针对密集杂波环境下的多目标跟踪、多扩展目标跟踪以及关联关系未知情况下的传感器组网误差配准三个问题进行了研究。本文的主要研究内容包括:1.针对通用航空低空飞行导致传感器受到更多杂波影响的问题,改进了GM-PHD滤波器,提出了观测最优分配GM-PHD多目标跟踪算法,该方法将已有目标和新生目标分别处理,使得观测更好的反映不同类型目标,仿真实验表明算法在通用航空密集杂波环境下较已有算法具有更好的跟踪性能。改进了GM-CPHD滤波器,提出了更具有工程应用价值的快速GM-CPHD多目标跟踪算法,该方法利用预关联门限消除了部分杂波,仿真实验表明在跟踪性能无明显损失的情况下提高了算法在多目标密集杂波环境的实时性能。2.由于传感器分辨率、以及传感器与目标相对位置关系等原因,一个目标可以同时产生多个观测数据。针对ET-GM-PHD滤波扩展目标跟踪算法中的扩展目标观测集合划分问题,提出了利用近邻传播聚类算法并结合消除杂波的扩展目标观测聚类算法,仿真实验表明该方法能够有效获得正确的扩展目标观测集合划分,从而提高扩展目标的跟踪性能,并且具有较好的实时性能。3.针对通用航空组网监视中的多雷达误差配准问题,给出了立体几何投影及地心地固坐标系下的系统误差随机集描述形式,并利用GM-PHD滤波方法实现了关联关系未知情况下的多雷达系统误差配准。以ADS-B作为航空器定位高精度基准源,并利用GM-PHD滤波方法处理雷达观测与ADS-B观测间关联关系未知的问题,提出了一种基于ADS-B的雷达系统误差协同配准方法,实现了多目标场景下的雷达误差协同配准。