機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤與反跟蹤-展示頁
2025-07-07 01:04本頁面
【正文】 達(dá)所在維度，L為雷達(dá)所在經(jīng)度,h為雷達(dá)所在高度。到90176。： 空間極坐標(biāo)系其中坐標(biāo)原點(diǎn)O為雷達(dá)所在位置，為東北天直角坐標(biāo)系，r為雷達(dá)與探測(cè)到的目標(biāo)距離，β為方位角（方位角指北向順時(shí)針夾角，即從y軸正向向x軸正向的夾角，范圍為0到360176。： 地球坐標(biāo)系其中圓點(diǎn)為地球地心，軸為地心指向春分點(diǎn)方向，軸為地心指向北極點(diǎn)方向，構(gòu)成右手系。另外，速度量測(cè)的引入是改善跟蹤精度的一種有效手段。狀態(tài)變量與跟蹤坐標(biāo)系的選擇是直接相關(guān)的。再利用坐標(biāo)變換關(guān)系，濾波與預(yù)測(cè)過程便可在地理坐標(biāo)系中方便地完成。在現(xiàn)代跟蹤系統(tǒng)中，方便的是同時(shí)采用地理坐標(biāo)系和雷達(dá)測(cè)量坐標(biāo)系，即混合坐標(biāo)系。實(shí)際情況下目標(biāo)的狀態(tài)往往是在極坐標(biāo)或者球坐標(biāo)情況下描述的。量測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)量值是基于球面坐標(biāo)的。因此應(yīng)當(dāng)選擇一個(gè)合適的坐標(biāo)系來調(diào)節(jié)計(jì)算速度與跟蹤性能這兩個(gè)互相矛盾的要求。 坐標(biāo)變換：跟蹤濾波器的設(shè)計(jì)在很大程度上受目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型、量測(cè)模型的影響。符號(hào)說明符號(hào)含義OXYZ地理坐標(biāo)系OgXgYgZg地球坐標(biāo)系Pi圓周率R地球半徑B雷達(dá)所在位置的緯度L雷達(dá)所在位置的經(jīng)度h雷達(dá)所在位置的高度r雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)距離β雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)方位角θ雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)俯仰角MNN最近鄰法問題的分析與求解 多個(gè)雷達(dá)對(duì)單機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤 問題：，分析目標(biāo)機(jī)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間范圍，并統(tǒng)計(jì)目標(biāo)加速度的大小和方向。預(yù)測(cè)步驟主要采用目標(biāo)的狀態(tài)方程獲得對(duì)應(yīng)時(shí)刻（被該目標(biāo)關(guān)聯(lián)上的點(diǎn)跡時(shí)間）目標(biāo)狀態(tài)和協(xié)方差預(yù)測(cè)信息；更新步驟則利用關(guān)聯(lián)點(diǎn)跡的測(cè)量信息修正目標(biāo)的預(yù)測(cè)狀態(tài)和預(yù)測(cè)協(xié)方差。如果某個(gè)時(shí)刻某雷達(dá)站（可以是運(yùn)動(dòng)的）接收到空間某點(diǎn)反射回來的電磁波，它將記錄下有關(guān)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算，得到包括目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)站的距離、方位角和俯仰角等信息。非機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤是指，被跟蹤的目標(biāo)做勻速或勻加速直線運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)最基本的跟蹤算法就能滿足目標(biāo)跟蹤要求。目標(biāo)跟蹤按照探測(cè)器與跟蹤目標(biāo)的個(gè)數(shù)的不同，可劃分為單探測(cè)器單目標(biāo)跟蹤、單探測(cè)器多目標(biāo)跟蹤、多探測(cè)器單目標(biāo)跟蹤、多探測(cè)器多目標(biāo)跟蹤四種類型，其中單探測(cè)器單目標(biāo)跟蹤為跟蹤問題研究的基本問題，其它三種跟蹤方式的跟蹤算法均由其派生而來，是研究最早、研究者最多、研究成果最為豐富的一種目標(biāo)跟蹤方式，也是本文著重研究的跟蹤方式。從工作流程上講，目標(biāo)跟蹤是一個(gè)濾除噪聲、消除誤差的數(shù)據(jù)處理過程；而從廣義的角度看，目標(biāo)跟蹤被定義為綜合運(yùn)用隨機(jī)統(tǒng)計(jì)決策、估值理論、最優(yōu)化算法等信息處理技術(shù)跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的過程。關(guān)鍵詞：目標(biāo)跟蹤，VD算法，卡爾曼濾波器，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，機(jī)動(dòng)，最近鄰法 問題背景目標(biāo)跟蹤是指應(yīng)用探測(cè)器所獲得的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)量測(cè)信息，對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行濾波估計(jì)，是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)中一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，屬于雷達(dá)數(shù)據(jù)處理中的一部分。3. 機(jī)動(dòng)性判別原則和算法均為自創(chuàng)，需要完善的地方還很多，但基本保證了一定的效果和可靠性。創(chuàng)新點(diǎn)：1. VD算法模型以及切換條件模型，所查資料中并無具體做法，本組成員進(jìn)行充分探 究并優(yōu)化后，應(yīng)用于題目建模。5. 分析各個(gè)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)變化規(guī)律并成功識(shí)別了機(jī)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間利用得到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)位置信息進(jìn)行二次求導(dǎo)得出了目標(biāo)的加速度變化曲線，分析三個(gè)平面上的加速度變化趨勢(shì)得到了目標(biāo)在空間的機(jī)動(dòng)情況，當(dāng)位置與速度變化劇烈的時(shí)候也是機(jī)動(dòng)發(fā)生的時(shí)候，于是通過對(duì)加速度隨時(shí)間變化的分析，合理的設(shè)定加速度變化率的門限，當(dāng)加速度變化率超過門限即認(rèn)為目標(biāo)處于機(jī)動(dòng)狀態(tài)并通過程序算法對(duì)機(jī)動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)果和對(duì)目標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)判斷相符合。狀態(tài)方程和量測(cè)方程不可能同時(shí)為線性方程，本文把極坐標(biāo)系下的測(cè)量值經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系中，用統(tǒng)計(jì)方法求出轉(zhuǎn)換后的測(cè)量值誤差的均值和方差，然后利用標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波，精度較高。對(duì)建立的航跡方程進(jìn)行預(yù)測(cè)，成功的估計(jì)出了目標(biāo)的著落點(diǎn)。濾波出來的航跡圖和擬合出來的航跡匹配很好。1. 建立了對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤模型通過對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，觀察到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模式大致為機(jī)動(dòng)與非機(jī)動(dòng)的混合模式，于是決定先采用基于卡爾曼濾波的多模濾波VD算法來建立跟蹤模型。參賽密碼 （由組委會(huì)填寫）全第十一屆華為杯全國研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽學(xué) 校 參賽隊(duì)號(hào)隊(duì)員姓名1. 2. 3. 32 / 32參賽密碼 （由組委會(huì)填寫） 第十一屆華為杯全國研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題 目 機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤與反跟蹤摘 要：目標(biāo)跟蹤理論在軍事、民用領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤與反跟蹤相關(guān)問題進(jìn)行了研究，取得了以下幾方面的成果。當(dāng)目標(biāo)處于機(jī)動(dòng)狀態(tài)時(shí)采用普通卡爾曼濾波進(jìn)行
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