【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法。
技術(shù)介紹
1、公知的，飛行任務(wù)中，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤測量是態(tài)勢顯示的數(shù)據(jù)來源，雷達(dá)跟蹤測量飛行目標(biāo)的真值數(shù)據(jù)往往作為評(píng)估和鑒定其它設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，其測量精度直接影響指揮員決策和任務(wù)的結(jié)果；雷達(dá)跟蹤時(shí)，由于多徑效應(yīng)、電磁干擾、信號(hào)衰落及地雜波等因素的影響，航跡測量數(shù)據(jù)包含噪聲，因此需要對(duì)雷達(dá)跟蹤的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以達(dá)到減小噪聲、提高精度的目的。
2、經(jīng)典卡爾曼濾波(kalman?filter,kf)為解決線性高斯問題提供了標(biāo)準(zhǔn)框架，但無法解決非線性問題；擴(kuò)展卡爾曼濾波(the?extended?kalman?filter,ekf)將非線性模型進(jìn)行泰勒展開，用一階線性結(jié)果近似表征原非線性模型，但存在截?cái)嗾`差問題，可能導(dǎo)致濾波無法收斂；無跡卡爾曼濾波(the?unscented?kalman?filter,ukf)基于無跡變換和ekf算法，對(duì)非線性系統(tǒng)的后驗(yàn)概率密度進(jìn)行高斯假設(shè)，可獲得系統(tǒng)后驗(yàn)均值和協(xié)方差估計(jì)，但當(dāng)系統(tǒng)噪聲和測量噪聲統(tǒng)計(jì)特性發(fā)生變化，性能會(huì)顯著下降。雷達(dá)對(duì)飛行目標(biāo)進(jìn)行航跡跟蹤測量時(shí)，目標(biāo)狀態(tài)在直角坐標(biāo)系下描述，而目標(biāo)觀測值用以站心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)描述，雷達(dá)測量值與目標(biāo)狀態(tài)是非線性關(guān)系，無法直接進(jìn)行卡爾曼濾波；因此，提出一種基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，對(duì)雷達(dá)測量的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以達(dá)到提高精度的目的，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的基本訴求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為
2、為了實(shí)現(xiàn)所述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，具體包括以下步驟：
4、(1)、初始化：
5、對(duì)0時(shí)刻飛行目標(biāo)的航跡狀態(tài)根據(jù)先驗(yàn)分布進(jìn)行抽樣，得到0時(shí)刻航跡狀態(tài)的粒子集其中n為粒子數(shù)量；
6、(2)、預(yù)測：
7、由k-1時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)的粒子集根據(jù)如下公式對(duì)k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)的粒子集進(jìn)行預(yù)測，得到k時(shí)刻飛行目標(biāo)觀測值的預(yù)測值為
8、
9、
10、其中，為k時(shí)刻飛行目標(biāo)的航跡狀態(tài)預(yù)測值；fk|k-1為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，ωk為協(xié)方差矩陣，гk為策動(dòng)噪聲對(duì)狀態(tài)估計(jì)的轉(zhuǎn)移矩陣，гkωk為k時(shí)刻的狀態(tài)噪聲；r為飛行目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)站心的斜距，e為飛行目標(biāo)的俯仰角，a為飛行目標(biāo)的方位角；
11、(3)、重要性采樣：
12、雷達(dá)在k時(shí)刻跟蹤測量飛行目標(biāo)得到k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)的觀測值zk＝(rmemam)t，根據(jù)粒子濾波權(quán)重遞推公式wk＝wk-1p(zk|xk)對(duì)k時(shí)刻粒子集的權(quán)重進(jìn)行更新，其中p(zk|xk)采用飛行目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)站心的斜距r、俯仰角e、方位角a三維坐標(biāo)依據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算，并歸一化權(quán)重；
13、
14、
15、其中，δz為k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)預(yù)測值(rp?ep?ap)t與觀測值zk的歐式距離，用于計(jì)算航跡狀態(tài)粒子集的權(quán)重；p(zk|xk)為k時(shí)刻航跡狀態(tài)觀測值的概率密度；
16、(4)、重采樣：更新k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)粒子集的權(quán)重，采用殘差重采樣方法進(jìn)行重采樣，實(shí)現(xiàn)粒子的優(yōu)勝劣汰；
17、(5)、統(tǒng)計(jì)輸出：根據(jù)重采樣后k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)粒子集，計(jì)算k時(shí)刻粒子集的統(tǒng)計(jì)值作為該時(shí)刻飛行目標(biāo)的航跡狀態(tài)；
18、(6)、迭代：重復(fù)步驟2-5，對(duì)所有時(shí)刻觀測值進(jìn)行濾波輸出即完成單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)的處理。
19、所述的基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，步驟2中，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣策動(dòng)噪聲對(duì)狀態(tài)估計(jì)的轉(zhuǎn)移矩陣為t為雷達(dá)跟蹤測量飛行目標(biāo)的數(shù)據(jù)時(shí)間間隔。
20、由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有如下有益效果：
21、本專利技術(shù)所述的基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，通過對(duì)0時(shí)刻飛行目標(biāo)的航跡狀態(tài)先驗(yàn)分布進(jìn)行抽樣，得到0時(shí)刻航跡狀態(tài)的粒子集；采用飛行目標(biāo)在k-1時(shí)刻的航跡狀態(tài)粒子集對(duì)k時(shí)刻飛行目標(biāo)航跡狀態(tài)進(jìn)行有預(yù)測；根據(jù)雷達(dá)在k時(shí)刻對(duì)飛行目標(biāo)的跟蹤測量值對(duì)k時(shí)刻航跡狀態(tài)粒子集進(jìn)行重要性采樣；通過重采樣、統(tǒng)計(jì)輸出和迭代步驟，對(duì)雷達(dá)測量的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；粒子權(quán)重是濾波的核心，根據(jù)粒子權(quán)重進(jìn)行重采樣可以更新粒子集的分布，達(dá)到濾波的效果；本專利技術(shù)可以明顯地降低觀察誤差，進(jìn)一步降低噪聲，改善測量跟蹤效果。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，其特征是：具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，其特征是：步驟2中，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣策動(dòng)噪聲對(duì)狀態(tài)估計(jì)的轉(zhuǎn)移矩陣為T為雷達(dá)跟蹤測量飛行目標(biāo)的數(shù)據(jù)時(shí)間間隔。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于目標(biāo)位置的單站單目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)粒子濾波方法，其特征是：具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于目標(biāo)位置的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁建興，郭云峰，張海龍，陳慶良，張旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍六三八九五部隊(duì)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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