机动目标跟踪与逃逸分析

在利用地心坐标系的空间匹配算法(ECEFA)实现不同观测雷达空间数据同步的基础上,建立了机动目标跟踪的"当前"统计(CS)模型,通过Kalman滤波,实现了机动目标的有效跟踪.针对混合量测阶段,提出了集中式融合算法,实现了航迹的有效估计;对于机动目标观测断裂问题,提出了航迹粘联算法,有效地提高了航迹的连续性,降低目标状态估计误差.针对所提供的机动目标本身特征,提出了基于修正Hough变换的机动目标航迹起始策略,采用基于概率数据关联(PDA)的机动目标数据关联算法,实现了各目标的有效数据关联,确定了最终的两条航迹;最后,分别从目标的机动跟踪模型与雷达自身属性的角度出发,制订了机动目标的最佳逃逸策略.     

机动目标的跟踪与反跟踪综述

结合竞赛中存在的问题,得出以下结论:机动量估计关键在于通过被污染的雷达测量信息估计出目标的加速度随时间的变化,其难点是如何准确描述目标的运动模型;跟踪模型选择合适程度直接影响了数据关联和航迹预测的准确程度,这两者决定了了雷达系统的性能;机动目标的跟踪与反跟踪是一种博弈的关系,既相互对立又相互促进,不断推进和提出雷达新的作战需求.     

机动目标的跟踪与反跟踪的建模研究

以机动目标的跟踪与反跟踪为研究对象,分析了目标的状态方程和量测方程,当存在多个目标时,仍需考虑不同目标之间数据关联问题.首先,考虑了雷达1、雷达2和3量测数据的连接和融合问题,建立了机动目标的状态方程和量测方程模型,运用卡尔曼滤波器算法对目标航迹进行了在线追踪,得到目标跟踪航迹.其次,进行一次指数平滑法的时间序列预测和实时灰色预测,得到了其目标的着落轨迹、着落点坐标和时间.最后建立新的动态多目标优化模型,运用计算机仿真对跟踪与反跟踪的目标航迹进行了模拟.     

一种用于“蛇形”机动目标的跟踪方法研究

为了满足光电跟踪系统中对“蛇形”机动目标跟踪的要求,针对以前应用的Singer模型的缺陷,根据“蛇形”机动目标运动规律,提出一种机动目标转弯模型,结合扩展卡尔曼滤波算法,对典型“蛇形”机动目标进行跟踪。通过Monte Carlo仿真,实现了在平面内对“蛇形”机动目标位置的准确跟踪,并且距离均方根误差（RMSE）比Singer模型要小很多,从而验证了该方法的有效性。     

多机协同欺骗组网雷达的多虚假航迹制定方法

为有效欺骗组网雷达并充分利用设备资源,对干扰机进行复用,基于传统多机协同欺骗组网雷达模型设计了一种产生更多虚假航迹的轨迹规划方法,并将变高度平面与雷达-虚假目标射线的交点作为干扰机的航迹点,突破传统模型中干扰机只能做定高飞行的弊端,使真实航迹具有多样性,令敌方更难预测其坐标位置,保证自身安全.同时从几何关系上建立干扰机处于机动状态下的组网雷达、干扰机组、虚假航迹间的数学模型,以9架干扰机产生4条虚假航迹为例给出模型求解流程.     

基于多特征信息自适应融合的视频目标跟踪算法

针对单一视觉特征跟踪的局限性,提出一种根据场景变化动态建立目标模型的粒子滤波视觉跟踪算法,方法首先选择简单且具有互补性的色彩与纹理特征描述表示当前图像,然后在粒子滤波框架下,利用民主融合策略进行信息融合,从而提高目标观测模型的鲁棒性;分析和实验表明, 算法对视频运动目标的任意平移、转动、部分遮挡、光照变化以及相似物干扰等情况下的跟踪均具有较好的效果.     

多雷达系统数据融合与航迹预测

为了便于准确定位传感器网络,分布式的单雷达系统首先进行各自的数据处理,包括:地理坐标换算至平面直角坐标;剔除孤立的异常点迹;采用模糊c-均值聚类方法和"动态分区",将单雷达数据中属于同目标的相似点迹归类集合;根据雷达观测和目标运动的特征,在每个点迹集合中设计门限滤波和相关矩阵检验,提取完整连续的目标运动的航迹;结合各航迹特征进行种类分析.接下来对属于不同雷达的航迹两两比较,找出有相交时间段的航迹,采用三次样条对两条航迹的进行内插和外推,再通过模糊综合函数对这两条航迹给出一个相似性度量,并取阈值为0.85.最后得出雷达间各航迹匹配关系.通过该雷达所观测到的航迹的稳定程度来近似估计其观察精度.首先对每一条航迹进行分段拟合得到其剩余方差,然后直接用每一条航迹的剩余方差来衡量雷达的观察精度,最后我们得出雷达的精度排序29107728,7724253720252539.对航迹融合,我们首先采用D-S证据理论并利用分析得到的雷达精度,对表示同一目标的航迹对进行融合.其次试图运用卡尔曼滤波对航迹进行融合:思路一是设法离线估计出噪声矩阵,得出系统噪声方差矩阵和观测噪声方差矩阵,从而用于标准卡尔曼滤波方程;思路二是探究较为实用的自适应滤波,兼顾Sage-Husa自适应滤波算法的高精度与强跟踪自适应滤波算法的可靠性,采用了一种混合算法给出收敛的估计.最终给出了雷达7728和2910的融合算例以及10秒钟的预测轨迹.最后,我们将导弹拦截飞机建模为三维的追逃问题,建立了运动学关系方程,最终归结为最小能量导引律问题.采用"模糊T-S线性模型"以及RH控制方法和伴随技术,在目标作对抗性机动条件下,获得了一个有效拦截的导引律.还对多雷达系统平均处理周期、数据融合系统的航迹处理周期进行了分析,对雷达网络实时性做了评价.     

多无人机对组网雷达的协同干扰规划

无人机的航行轨迹对组网雷达的协同干扰起着重要作用.基于无人机的虚假航迹点与雷达所成的曲面方程,考虑到无人机飞行时的速度、角度、高度和转弯半径等约束条件,建立了无人机虚假航迹优化模型.分别在无人机匀速运动、变速运动和虚假航迹点缺失的情况下,求解出最少的无人机数量和每架飞机的飞行轨迹.仿真结果表明,虚假航迹优化模型与实际情况相符合,为无人机的飞行轨迹提供了一些参考.     

一种无人机侦察航迹分层规划方法

给出了一个通用可行的无人机侦察航迹分层规划方法,并应用到第十三届"华为杯"全国研究生数学建模竞赛A题第一问中.将无人机侦察航迹规划问题划分为四个层次,从上至下分别是目标群间侦察顺序优化,目标群内各目标侦察顺序优化,侦察点位优化,转弯设计,依次求解获得侦察航迹.通过分层解算方法既有效控制了算法复杂度,又能在确保满足复杂约束的同时优化无人机在敌方雷达探测区域内的暴露时间.     

指数跟踪问题的广义双线性规划模型

本文对指数跟踪问题建立了一种广义的双线性规划模型,其中考虑了交易费用、持仓限制与重平衡问题.根据该模型的特殊结构,本文给出了近似规划算法,通过逐次逼近的线性规划求解最优指数跟踪问题.