基于粒子滤波的多雷达单目标检前跟踪算法研究

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在现代战争中,尽可能地在远距离上检测并跟踪目标,可以确保控制系统获得足够的预警时间,进行有效的打击,进而决定得到战争主动权。这就要求在复杂多变的环境中更好的检测和跟踪到目标,但是,由于自然环境、检测跟踪设备等条件的限制以及敌方目标的信号强度有时较弱等各种条件的影响,难以得到有效的目标信息。  检测前跟踪算法利用非门限量测信息对目标进行检测跟踪,当目标的信噪比过低以至于不能根据单帧数据进行检测时,可以先用跟踪算法来估计目标状态,然后根据目标的状态进行检测判断,实现弱小目标能量的积累,从而提高检测跟踪性能。  本文针对雷达组网系统中多雷达单目标检测前跟踪问题进行研究,主要内容包括:  首先,详细介绍了弱目标检测前跟踪(Track Before Detect,TBD)的基础原理以及具体的实现步骤。  其次,针对多雷达联合检测跟踪时,多个雷达具有不同系统误差的问题,提出了具有工程实用性的两种时间配准算法和非均匀系统误差空间配准算法,对雷达系统误差进行配准。  最后,针对具有不同系统误差的多雷达单目标检测前跟踪问题,提出两种考虑误差校准的多传感器粒子滤波检测前跟踪算法。这两种方法将对不同雷达的粒子位置进行系统误差补偿,在此基础上,对同一位置的粒子权重根据不同的融合规则进行融合。实验结果证实当目标交替出现在多雷达的探测区域时,两种算法都具有较好的性能。
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