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题名基于角度滤波与转换量测的主动声呐跟踪研究
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作者
杜扬凡
张文
赵宣植
刘增力
刘康
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机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
南方科技大学环境科学与工程学院
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出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第8期1625-1634,共10页
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基金
国防科技重点实验室基金项目(2023JCJQLB3301)
国家自然科学基金项目(61271007).
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文摘
针对主动声呐跟踪中多普勒量测与目标运动状态间非线性关系复杂、自由度不匹配的问题,本文提出一种基于角度滤波与4变量转换量测的主动声呐跟踪方法。首先,设计线性结构角度滤波器,通过最小方差准则融合角度量测与状态预测,提供高精度的角速度伪量测;其次,结合声呐原始量测(距离、方位角、径向速度)与角速度伪量测,构建4维增广量测向量,提出4变量多普勒转换量测方法,将极坐标系量测无偏转换至笛卡尔坐标系,解决自由度不足问题;最后,利用线性卡尔曼滤波实现状态更新,形成角度滤波与状态滤波的双重交互结构。仿真结果表明,相比现有算法,所提方法在目标慢速机动或转弯时具有更高的估计精度和一致性,有效降低了非线性近似误差,提升了多普勒信息利用率。所提方法为同时保证量测转换的无偏性和协方差的准确性提供了思路,具有较高的实际应用潜力。
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关键词
主动声呐跟踪
多普勒量测
角度滤波
量测转换
卡尔曼滤波
双重交互滤波结构
角速度伪量测
多普勒频移
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Keywords
active sonar tracking
Doppler measurement
bearing filter
measurement conversion
Kalman filter
interactive dual-filter structure
bearing rate pseudo-measurements
Doppler frequency shift
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分类号
TB566
[交通运输工程—水声工程]
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