基于飞机编队的机载雷达多目标跟踪方法研究.pdf

哈尔滨工业大学硕士学位论文

摘要

机载雷达在国防预警上有着较远的探测范围，有利于发现目标以及跟踪目

标。由于现在目标增多环境更为复杂，单个机载雷达的预警性能不够全面。在

此环境下，本文研究机载雷达的多目标跟踪方法、编队优化方法以及航迹融合

方法，有利于提高目标跟踪的性能。

首先，研究基于VBST和LGM-PHD的多目标跟踪方法。研究了机载条件

下跟踪参考系的选择以及滤波状态初始化的问题。研究目标运动模型和滤波方

法，针对机载雷达量测噪声未知以及运动模型不匹配的跟踪问题，分别使用GIG

分布变分推断和渐消因子实现变分强跟踪VBST方法，并且进行仿真对比和分

析该方法的有效性。研究RFS的多目标跟踪，并且针对机载雷达多目标跟踪复

杂度较高和新生目标未知的问题，研究LGM-PHD方法，进行仿真对比和分析

验证方法在目标跟踪上的有效性。

其次，研究多目标跟踪条件下的飞机编队优化方法。基于目标散射特性的

空间分布建立编队机载雷达的目标量测噪声模型，用于后续的编队优化。将跟

踪条件下的机载雷达编队优化问题抽象成POMDP模型，并且分别针对单目标

跟踪和多目标跟踪研究最小均方根误差的机载雷达编队优化方法，进行分析和

仿真来验证方法在目标跟踪上的优越性。

最后，研究飞机编队条件下的航迹融合方法。航迹融合前需要进行融合预

处理，融合预处理方法包括时间预处理、空间预处理。飞机编队条件下的同步

融合问题，分别分析和仿真了飞机编队条件下的凸组合、CI融合方法。针对时

间预处理误差较大的问题，本文分析和仿真了飞机编队条件下的窗口时序融合

方法，并且验证了该方法在目标跟踪上的有效性。

关键词：机载雷达；多目标跟踪；变分推断；编队优化；航迹融合

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哈尔滨工业大学硕士学位论文

Abstract

Airborneradarhasalongdetectionrangeindefensewarning,whichis

conducivetodiscoveringandtrackingtargets.Duetotheincreasingnumberof

targetsandthemorecomplexenvironment,thewarningperformanceofasingle

airborneradarisnotcomprehensiveenough.Inthisenvironment,thisarticlestudies

themulti-targettrackingmethod,formationoptimizationmethodandtrackfusion

methodofairborneradar,whichcanimprovetargettrackingperformance.

First,researchmulti-targettrackingmethodsbasedonVBSTandLGM-PHD.

Theselectionoftrackingreferencesystemsandfilterstateinitializationunder

airborneconditionswerestudied.Thetargetmotionmodelandfilteringmethod

werestudied.Forthetrackingproblemofunknownmeasurementnoiseand

mismatchedmotionm