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线性等式约束下的纯方位目标运动分析 被引量:7
1
作者 赵建昕 笪良龙 +1 位作者 徐国军 过武宏 《应用声学》 CSCD 北大核心 2014年第2期120-129,共10页
对于匀速直线运动的声源目标,为了缩短解算目标运动要素的时间,提高解算目标运动要素的精度,本文利用距离特征量导出了不同时刻间的目标距离关系,并将该距离关系转化为状态变量的两种线性约束,即硬约束和软约束。结合伪线性法,给出了两... 对于匀速直线运动的声源目标,为了缩短解算目标运动要素的时间,提高解算目标运动要素的精度,本文利用距离特征量导出了不同时刻间的目标距离关系,并将该距离关系转化为状态变量的两种线性约束,即硬约束和软约束。结合伪线性法,给出了两种改进的Kalman滤波算法,在理论上证明了硬约束条件下的状态估计优于软约束条件下的状态估计,软约束条件下的状态估计优于无约束条件下的状态估计。数值模拟和实验验证表明了新方法的可行性和有效性,随着目标方位方差变大,新方法的收敛时间和精度越来越优于经典方法。 展开更多
关键词 纯方位 线性等式约束 目标运动分析 距离特征量 KALMAN滤波
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纯方位角目标运动分析的可观测性研究 被引量:9
2
作者 权宏伟 彭冬亮 薛安克 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第10期43-46,共4页
纯方位角目标运动分析的可观测性是纯方位角观测系统中的一个基本问题。只有解决了系统的可观测性,才能进行有效的目标定位及跟踪。从随机系统的角度分析了纯方位角观测系统的可观测性,引入状态参量的Fisher信息矩阵作为判断系统可观测... 纯方位角目标运动分析的可观测性是纯方位角观测系统中的一个基本问题。只有解决了系统的可观测性,才能进行有效的目标定位及跟踪。从随机系统的角度分析了纯方位角观测系统的可观测性,引入状态参量的Fisher信息矩阵作为判断系统可观测性的依据,提出了完全不同于判定确定性系统可观测性的随机观测系统可观测性的判定方法。最后给出了一个静止目标纯方位角观测系统的实例,说明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 目标运动分析 可观测性 Fisher信息矩阵 Cramer-Rao下限
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纯方位目标运动分析的自适应算法 被引量:7
3
作者 詹艳梅 孙进才 胡友峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期647-650,共4页
基于 Lainiotis算法的基本原理 ,使用贝叶斯估计理论和半马尔科夫过程的概念 ,利用一组并行的、且是自适应加权的卡尔曼滤波器对纯方位目标运动分析问题进行求解 ,对本文算法与伪线性卡尔曼滤波算法的估计结果进行了比较 ,结果表明 ,这... 基于 Lainiotis算法的基本原理 ,使用贝叶斯估计理论和半马尔科夫过程的概念 ,利用一组并行的、且是自适应加权的卡尔曼滤波器对纯方位目标运动分析问题进行求解 ,对本文算法与伪线性卡尔曼滤波算法的估计结果进行了比较 ,结果表明 ,这种估算方法在大的环境噪声、远距离和小目标速度等不利条件下仍具有较好的估计性能。 展开更多
关键词 纯方位目标运动分析 自适应算法 卡尔曼滤波 Lainiotis算法 水下目标 水声信号处理
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平方根二阶EKF及其在目标运动分析中的应用 被引量:6
4
作者 冯道旺 李腾 黄知涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期2101-2105,共5页
针对无源目标运动分析的强非线性和低可观测性特点,提出一种改进的二阶扩展Kalman跟踪滤波算法。为了降低传统二阶扩展Kalman算法的计算量,首先研究了对状态矢量正交化处理,减少二阶展开项协方差矩阵计算量的方法;在此基础上,将平方根Ka... 针对无源目标运动分析的强非线性和低可观测性特点,提出一种改进的二阶扩展Kalman跟踪滤波算法。为了降低传统二阶扩展Kalman算法的计算量,首先研究了对状态矢量正交化处理,减少二阶展开项协方差矩阵计算量的方法;在此基础上,将平方根Kalman算法与二阶扩展Kalman滤波器相结合,提高了滤波器的数值稳定性能;最后,将该算法应用在一个目标运动分析实例中,通过计算机仿真和试验验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 二阶扩展Kalman滤波 平方根Kalman滤波 计算复杂度 目标运动分析
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基于方位频率测量的水下被动目标运动分析及其特性研究 被引量:5
5
作者 胡友峰 孙进才 朱维杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期537-542,共6页
探讨了水下三维情形的被动 TMA(目标运动分析 )问题。以被动声纳容易测得的方位角、俯仰角和频率的数据量测为依据 ,在充分考虑水下复杂环境的前题下 ,首先建立动态系统模型 ,并验证了系统的可测性。然后采用伪线性估计和最大似然估计... 探讨了水下三维情形的被动 TMA(目标运动分析 )问题。以被动声纳容易测得的方位角、俯仰角和频率的数据量测为依据 ,在充分考虑水下复杂环境的前题下 ,首先建立动态系统模型 ,并验证了系统的可测性。然后采用伪线性估计和最大似然估计方法来研究它的 TMA问题。计算机仿真结果表明 :采用伪线性估计和最大似然估计方法均能实现水下被动 TMA。且随着测量数据的不断增加 ,定位误差椭圆不断缩小 ,伪线性估计的误差曲线向 CRB界逼近。该方法也适合于已知确定深度的三维情形及目标与本舰在同一平面的二维情形等情况。 展开更多
关键词 被动定位 目标运动分析 TMA 最大似然估计 CRAMER-RAO界 CRB 方位频率测量 水下被动目标 被动声纳
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被动定向声纳浮标的目标运动分析 被引量:7
6
作者 李居伟 徐以成 孙明太 《电光与控制》 北大核心 2011年第12期31-34,38,共5页
依据被动定向声纳浮标多站纯方位定位的使用特点,采用分步进行的方法估计潜艇目标的运动状态。首先,使用最小二乘法融合多枚浮标的测量信息,给出某一时刻目标位置的综合定位结果和定位误差;然后,利用卡尔曼滤波器估计目标在该时刻的位... 依据被动定向声纳浮标多站纯方位定位的使用特点,采用分步进行的方法估计潜艇目标的运动状态。首先,使用最小二乘法融合多枚浮标的测量信息,给出某一时刻目标位置的综合定位结果和定位误差;然后,利用卡尔曼滤波器估计目标在该时刻的位置、航速和航向等运动参数,避免了直接从方位测量入手时,需要建立非线性量测方程,再进行线性化的问题;最后,采用蒙特卡洛仿真方法统计分析了系统的误差性能,结果表明该方法具有较高的目标运动分析精度,而将目标运动参数估计改用扩展卡尔曼滤波器时,精度明显降低。 展开更多
关键词 反潜 被动定向声纳浮标 纯方位定位 目标运动分析 卡尔曼滤波 扩展卡尔曼滤波
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基于STFT-Hough变换的目标运动分析 被引量:4
7
作者 杨娟 惠俊英 +1 位作者 江磊 惠娟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期137-142,共6页
利用浅海干涉现象含有丰富目标运动信息的优点,提出了一种新的单水听器定位方法.从射线理论的声场模型出发,分析了单传感器接收信号在时频平面上的干涉现象.由于多途声线具备相干性,目标辐射的宽带噪声信号经过水下声场在接收点形成双... 利用浅海干涉现象含有丰富目标运动信息的优点,提出了一种新的单水听器定位方法.从射线理论的声场模型出发,分析了单传感器接收信号在时频平面上的干涉现象.由于多途声线具备相干性,目标辐射的宽带噪声信号经过水下声场在接收点形成双曲线型的干涉条纹,提出了基于STFT-Hough变换的目标运动参数估计方法.对目标运动在深海和浅海2种情况的仿真数据与实验数据进行了分析和比较,说明STFT-Hough方法在目标通过时利用单水听器可以对目标进行运动分析. 展开更多
关键词 STFT-Hough变换 单传感器 目标运动分析 射线理论 干涉现象 时频分析
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纯方位被动目标运动分析的修正增益卡尔曼滤波算法研究 被引量:8
8
作者 刘健 玄兆林 刘忠 《电光与控制》 北大核心 2006年第1期5-7,共3页
通过对滤波状态协方差估计的修改,将水下纯方位被动目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法,并指出了两者的联系与区别。对比仿真分析表明,MGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高... 通过对滤波状态协方差估计的修改,将水下纯方位被动目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法,并指出了两者的联系与区别。对比仿真分析表明,MGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位被动目标运动分析的实现提供新的途径。 展开更多
关键词 目标运动分析 扩展卡尔曼滤波 修正增益扩展卡尔曼滤波
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UKF算法在纯方位目标运动分析中的应用 被引量:12
9
作者 刘健 刘忠 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期222-226,共5页
针对传统算法在解决纯方位目标运动分析时存在的有偏、收敛速度慢或发散等不足,该文将无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用到纯方位目标运动分析中。由于UKF在处理非线性问题时表现良好,以及不需要计算Jacobian矩阵或Hessian矩阵,实现起来比较... 针对传统算法在解决纯方位目标运动分析时存在的有偏、收敛速度慢或发散等不足,该文将无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用到纯方位目标运动分析中。由于UKF在处理非线性问题时表现良好,以及不需要计算Jacobian矩阵或Hessian矩阵,实现起来比较方便。根据无味变换的基本原理给出了滤波过程的具体计算步骤并进行了仿真计算。理论分析和仿真结果表明,UKF的性能相当于二阶高斯滤波器,它在纯方位目标运动分析中的滤波精度、稳定性和收敛时间都优于传统算法。 展开更多
关键词 纯方位 目标运动分析 无味卡尔曼滤波(UKF) 无味变换
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基于UKF的水下无源目标运动分析 被引量:3
10
作者 王博 徐德民 +1 位作者 沈猛 高剑 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S4期423-426,共4页
文中介绍了 UKF 的具体算法,并将其应用于水下无源系统定位中。与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF 不但可以得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度,而且能更好的解决模型中的非线性问题。仿真结果表明,无论在计算量上还是滤波精度上,U... 文中介绍了 UKF 的具体算法,并将其应用于水下无源系统定位中。与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF 不但可以得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度,而且能更好的解决模型中的非线性问题。仿真结果表明,无论在计算量上还是滤波精度上,UKF 算法都明显优于 EKF,并且能够有效克服方位跟踪问题中的滤波发散问题。 展开更多
关键词 水下无源目标运动分析 UKF(Unscented KALMAN Filter) 非线性
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一种水下被动目标运动分析与仿真 被引量:4
11
作者 胡友峰 景博 孙进才 《声学技术》 CSCD 2001年第4期157-161,共5页
文章讨论的是一种水下运动的目标和观测平台在不同平面的三维情形下 ,被动目标运动分析与仿真问题。文中从声呐测量的方位角、仰角和频率的数据入手 ,采用伪线性估计、最大似然估计两种不同的方法 ,对水下被动TMA问题进行了研究 ,并分... 文章讨论的是一种水下运动的目标和观测平台在不同平面的三维情形下 ,被动目标运动分析与仿真问题。文中从声呐测量的方位角、仰角和频率的数据入手 ,采用伪线性估计、最大似然估计两种不同的方法 ,对水下被动TMA问题进行了研究 ,并分析了两种不同方法的状态参数估计的误差特性。仿真结果表明 :由于增加了观测的信息量 ,上述方法均能得到较好的参数估计结果 ,且伪线性估计方差向CRLB界接近。上述方法可推广到目标和观测平台处于同一平面的二维情形。 展开更多
关键词 被动定位 目标运动分析 TMA CRAMER-RAO界 CRLB 水下目标 声呐 仿真 伪线性估计
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一种基于方位时延的水下被动目标运动分析算法研究 被引量:4
12
作者 刘忠 刘健 颜冰 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2005年第2期33-38,共6页
设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统.以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础,建立了状态方程和观测方程,运用扩展卡尔曼滤波算法,对系统进行了分析.通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明,此算法具有收敛速度快、精度高、... 设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统.以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础,建立了状态方程和观测方程,运用扩展卡尔曼滤波算法,对系统进行了分析.通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的实际应用前景. 展开更多
关键词 目标运动分析(TMA) 方位 时延 扩展卡尔曼滤波(EKF)
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水下纯方位目标运动分析的UKF滤波算法 被引量:3
13
作者 叶灵军 曲毅 +1 位作者 刘忠 王自强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第8期132-134,共3页
Unscented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,在U变换(unscented transformation)的基础上,获得纯方位条件下的UKF算法。最后,针对水下纯方位目标运动建立系统模型并进行仿真,仿真结果表明,UKF的滤波精度、稳定性和收敛时间都优... Unscented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,在U变换(unscented transformation)的基础上,获得纯方位条件下的UKF算法。最后,针对水下纯方位目标运动建立系统模型并进行仿真,仿真结果表明,UKF的滤波精度、稳定性和收敛时间都优于EKF,还可避免计算烦琐的Jacobin矩阵或Hessian矩阵,给计算带来了极大的方便。 展开更多
关键词 无迹变换 纯方位跟踪 目标运动分析
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纯方位目标运动分析的自适应衰减记忆滤波算法 被引量:3
14
作者 刘健 刘忠 曲毅 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期551-554,共4页
为减小纯方位目标运动分析问题中由于运用扩展卡尔曼滤波所带来的线性化误差对解算精度的影响,提出了自适应衰减记忆扩展卡尔曼滤波算法。利用新息序列的概率分布特性,引入了自适应水平的概念,并研究了滤波中衰减因子的自适应问题,在此... 为减小纯方位目标运动分析问题中由于运用扩展卡尔曼滤波所带来的线性化误差对解算精度的影响,提出了自适应衰减记忆扩展卡尔曼滤波算法。利用新息序列的概率分布特性,引入了自适应水平的概念,并研究了滤波中衰减因子的自适应问题,在此基础上构造了衰减因子的最佳自适应选取方法。对比仿真分析表明,新算法较原有算法滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度。 展开更多
关键词 目标运动分析 扩展卡尔曼滤波 自适应 衰减记忆
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非机动水下三维情形的纯方位目标运动分析 被引量:7
15
作者 胡友峰 焦秉立 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第6期776-779,共4页
以无源声纳关于目标方位(包括方位角、高低角)的有噪测量为依据,探讨了水下三维无源TMA(目标运动分析)的实现及精度问题。文中应用伪线性——Kalman滤波结合方法、最大似然估计方法、扩展卡尔曼滤波方法(EKF),对三维情况[4] 下已知固定... 以无源声纳关于目标方位(包括方位角、高低角)的有噪测量为依据,探讨了水下三维无源TMA(目标运动分析)的实现及精度问题。文中应用伪线性——Kalman滤波结合方法、最大似然估计方法、扩展卡尔曼滤波方法(EKF),对三维情况[4] 下已知固定深度的的TMA问题进行了研究,并结合数据批处理手段,有效地改善了参数估计的性能,且给出了它们的CRB界。计算机仿真证明了上述算法的有效性。本文所提出的方法要求简单,精度较高,简易平台即可实现,具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 无漂定位 目标运动分析 水下三维无源TMA CRB界
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纯方位两站协同目标运动分析算法研究 被引量:6
16
作者 刘健 刘忠 玄兆林 《舰船科学技术》 北大核心 2006年第1期64-69,共6页
水下通信的实现,为纯方位目标运动分析提供了新的思路。本文提出了3种基于一次通信即能快速解算的纯方位两站协同TMA算法,并对算法的性能进行了分析和仿真。结果表明,由两站构成的协同TMA系统,克服了单站系统固有的缺陷,不仅能够解决可... 水下通信的实现,为纯方位目标运动分析提供了新的思路。本文提出了3种基于一次通信即能快速解算的纯方位两站协同TMA算法,并对算法的性能进行了分析和仿真。结果表明,由两站构成的协同TMA系统,克服了单站系统固有的缺陷,不仅能够解决可观测性及可观测度方面的问题,同时还能得到更为理想的估计性能。 展开更多
关键词 纯方位 目标运动分析 协同
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基于方位频率测量的水下被动目标运动分析算法 被引量:5
17
作者 刘健 刘忠 玄兆林 《舰船科学技术》 北大核心 2006年第3期66-69,共4页
根据被动观测器所测得的目标方位和多普勒频率信息,通过对新息的伪线性处理,建立了系统线性的状态方程和观测方程,并推导出修正的扩展卡尔曼滤波递推公式,从而对目标的运动状态进行估计。通过蒙特卡罗仿真表明,此算法具有收敛速度快、... 根据被动观测器所测得的目标方位和多普勒频率信息,通过对新息的伪线性处理,建立了系统线性的状态方程和观测方程,并推导出修正的扩展卡尔曼滤波递推公式,从而对目标的运动状态进行估计。通过蒙特卡罗仿真表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,可应用于远距离的水下被动目标运动分析。 展开更多
关键词 目标运动分析 方位 多普勒频率
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纯方位目标运动分析的卡尔曼滤波算法 被引量:7
18
作者 詹艳梅 孙进才 《应用声学》 CSCD 北大核心 2003年第1期16-21,30,共7页
本文介绍了纯方位目标运动分析的卡尔曼滤波算法,利用Lyapunov稳定性理论,通过计算算法的稳定性度量值,对三种卡尔曼滤波算法的稳定性进行了分析讨论,并通过仿真计算对各方法的估计性能进行了比较。
关键词 纯方位目标运动分析 卡尔曼滤波算法 稳定性 被动跟踪定位
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一种改进的纯方位目标运动分析方法研究 被引量:5
19
作者 舒象兰 孙荣光 马鑫 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第11期124-127,共4页
本文分析了观测目标初始方位的准确度对纯方位目标运动分析跟踪性能的重要影响。在此基础之上,基于匹配场处理思想提出一种改进的纯方位目标运动分析方法,该方法将目标的初始方位作为待估计量,在目标初始方位可能的空间内进行搜索,构成... 本文分析了观测目标初始方位的准确度对纯方位目标运动分析跟踪性能的重要影响。在此基础之上,基于匹配场处理思想提出一种改进的纯方位目标运动分析方法,该方法将目标的初始方位作为待估计量,在目标初始方位可能的空间内进行搜索,构成多个滤波器估计出不同目标初始方位下对应的目标运动参数,并分别推算出目标方位序列作为预测场,根据推算的目标方位序列与实际观测的目标方位序列的匹配性确定目标的实际初始方位,从而实现对目标速度、航向、初始距离、初始方位四要素的完整估计。仿真结果表明,本文方法能够有效提高纯方位目标运动分析方法的跟踪性能。 展开更多
关键词 初始方位 纯方位目标运动分析 匹配处理
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被动声呐浮标目标运动分析数学模型 被引量:11
20
作者 董志荣 《电光与控制》 北大核心 2006年第6期1-5,共5页
将直升机被动声呐浮标目标运动分析(TMA)问题分为固定目标和匀速直线运动目标两种情况进行了研究;对于这两种情况,均用确定性参数计算、线性最小二乘法建立了TMA的数学模型,对于固定目标还用线性化后的最小二乘法进行了数学建模。
关键词 直升机 被动声呐浮标 目标运动分析 数学模型
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