本書共14章，第1章介紹了本書的寫作目的和背景；第2章探討了臨近空間高超聲速目標相參積累；第3章介紹了基于多普勒反饋的臨近空間高超聲速目標相參積累；第4章討論了臨近空間高超聲速目標非相參積累；第5章介紹了基于隨機Hough變換的臨近空間高超聲速目標非相參積累；第6章講述了基于自適應遞推Hough變換的臨近空間高超聲速目標非相參積累；第7章介紹了臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的正弦跟蹤模型；第8章討論了基于目標特性分析的臨近空間高超聲速目標強跟蹤；第9章介紹了臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的三維投影跟蹤；第10章探討了臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的多模型跟蹤；第11章探討了基于三重貝葉斯準則的臨近空間高超聲速目標跟蹤；第12章討論了距離模糊下的臨近空間高超聲速目標跟蹤；第13章探討了高動態(tài)偏差存在下的臨近空間高超聲速目標跟蹤；第14章介紹了高動態(tài)偏差存在下的臨近空間高超聲速目標組網(wǎng)跟蹤。
張翔宇，男，漢族，山西太原人，1986年8月出生，主要研究方向為臨近空間高超聲速目標探測跟蹤，現(xiàn)為海軍航空大學信息融合研究所講師。獲山東省優(yōu)秀論文獎1項、全軍優(yōu)秀論文獎1項，承擔國家自然科學基金、裝發(fā)部十三五預研項目、海裝十三五預研項目等課題7項，授權國家發(fā)明專利6項、計算機軟件著作權8項，獲軍隊科技進步一等獎1項、三等獎2項，出版專著1部，發(fā)表學術論文30余篇，其中SCI收錄2篇、EI收錄5篇。
第1章 緒論 1
1.1 臨近空間高超聲速飛行器 1
1.1.1 臨近空間高超聲速飛行器的定義 1
1.1.2 臨近空間高超聲速飛行器的特點 3
1.2 臨近空間高超聲速飛行器對雷達探測跟蹤形成新挑戰(zhàn) 4
1.2.1 顯著縮短了雷達系統(tǒng)的預警時間 4
1.2.2 顯著降低了雷達發(fā)現(xiàn)目標的能力 5
1.2.3 顯著增加了雷達的定位跟蹤誤差 7
1.3 臨近空間高超聲速飛行器探測跟蹤技術 7
1.3.1 高超聲速目標的相參積累檢測 7
1.3.2 高超聲速目標的非相參積累檢測 10
1.3.3 高超聲速目標跟蹤 13
1.4 臨近空間高超聲速飛行器的發(fā)展歷程 17
1.4.1 臨近空間高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀 17
1.4.2 反臨近空間高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀 21
參考文獻 23
第2章 臨近空間高超聲速目標相參積累 24
2.1 高超聲速目標信號模型 25
2.2 目標高超聲速運動對相參積累的影響 26
2.2.1 跨距離門問題 26
2.2.2 多普勒擴展問題 27
2.3 基于多尺度搜索補償?shù)南鄥⒎e累方法 28
2.3.1 距離走動補償 28
2.3.2 多普勒擴展補償 29
2.3.3 多尺度處理和計算量分析 30
2.3.4 算法實現(xiàn) 31
2.4 仿真驗證與分析 32
2.4.1 仿真參數(shù)設置 32
2.4.2 算法有效性驗證 32
2.4.3 不同信噪比條件下的仿真驗證 37
2.4.4 不同脈沖積累數(shù)條件下的仿真驗證 38
2.5 小結 39
參考文獻 39
第3章 基于多普勒反饋的臨近空間高超聲速目標相參積累 41
3.1 高超聲速目標模型 42
3.1.1 目標信號模型 42
3.1.2 目標運動模型 43
3.2 基于多普勒信息反饋調(diào)節(jié)的相參積累 43
3.2.1 多維搜索補償?shù)南鄥⒎e累處理 44
3.2.2 多普勒估計值的獲取與反饋調(diào)節(jié) 45
3.2.3 算法實現(xiàn) 49
3.3 仿真驗證與分析 49
3.3.1 仿真參數(shù)設置 49
3.3.2 算法有效性驗證 50
3.3.3 不同信噪比條件下的仿真驗證 51
3.3.4 不同脈沖積累數(shù)條件下的仿真驗證 53
3.3.5 不同反饋調(diào)節(jié)幀數(shù)條件下的仿真驗證 54
3.4 小結 54
參考文獻 54
第4章 臨近空間高超聲速目標非相參積累 56
4.1 Hough變換的基本原理 57
4.2 基于RT-Hough變換的目標非相參積累 58
4.2.1 RT-Hough變換的選取 58
4.2.2 高超聲速目標系統(tǒng)模型 59
4.2.3 RT-Hough變換 60
4.2.4 候選航跡的多條件約束 62
4.3 仿真驗證與分析 63
4.3.1 仿真參數(shù)設置 63
4.3.2 算法有效性驗證 64
4.3.3 不同信噪比下的性能分析 67
4.3.4 不同雜波密度下的性能分析 68
4.3.5 算法對比 69
4.4 小結 69
參考文獻 70
第5章 基于隨機Hough變換的臨近空間高超聲速目標非相參積累 71
5.1 隨機Hough變換基本原理 72
5.2 改進的隨機Hough變換算法 74
5.2.1 現(xiàn)有隨機Hough變換的不足 74
5.2.2 參數(shù)空間允許誤差的選取標準 75
5.2.3 算法實現(xiàn) 76
5.3 仿真驗證與分析 78
5.3.1 仿真參數(shù)設置 78
5.3.2 算法有效性驗證 79
5.3.3 算法性能分析 80
5.3.4 與標準Hough變換的比較 82
5.4 小結 83
參考文獻 84
第6章 基于自適應遞推Hough變換的臨近空間高超聲速目標
非相參積累 85
6.1 目標模型 86
6.1.1 目標狀態(tài)模型 86
6.1.2 目標量測模型 86
6.2 基于自適應遞推Hough變換的非相參積累算法 87
6.2.1 初始時刻的Hough變換處理 88
6.2.2 自適應遞推Hough變換 90
6.2.3 航跡合并 92
6.3 算法實現(xiàn) 92
6.4 仿真驗證與分析 94
6.4.1 仿真參數(shù)設置 94
6.4.2 算法有效性驗證 96
6.4.3 不同SNR下的性能分析 97
6.4.4 不同雜波密度下的性能分析 98
6.5 小結 100
參考文獻 101
第7章 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的正弦跟蹤模型 102
7.1 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的跟蹤模型 103
7.1.1 目標軌跡特性分析 103
7.1.2 Sine模型的建立 104
7.1.3 量測模型的建立 107
7.1.4 濾波器的初始化 108
7.2 特殊角速率取值下的Sine模型 110
7.3 仿真驗證與分析 111
7.3.1 臨近空間高超聲速目標的滑躍式軌跡設計 111
7.3.2 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標跟蹤實驗 115
7.4 小結 123
參考文獻 123
第8章 基于目標特性分析的臨近空間高超聲速目標強跟蹤 125
8.1 臨近空間高超聲速目標的滑躍式軌跡分析 126
8.1.1 臨近空間目標動力學方程 126
8.1.2 臨近空間目標的高超聲速滑躍式運動軌跡 127
8.1.3 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡性能分析 128
8.2 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標跟蹤 128
8.2.1 臨近空間目標量測方程 129
8.2.2 臨近空間目標跟蹤模型 129
8.3 仿真驗證與分析 137
8.3.1 仿真參數(shù)設置 137
8.3.2 基于目標特性分析的強跟蹤濾波算法的有效性分析 138
8.3.3 基于目標特性分析的強跟蹤濾波算法的可靠性分析 140
8.4 小結 141
參考文獻 142
第9章 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的三維投影跟蹤 143
9.1 臨近空間高超聲速目標的滑躍式運動軌跡分析 144
9.2 臨近空間高超聲速目標的三維投影跟蹤模型 145
9.2.1 地理坐標系下的三維投影變換 145
9.2.2 經(jīng)緯方向上的線性高超聲速目標跟蹤 147
9.2.3 高度方向上的高機動頻率目標跟蹤 149
9.2.4 不同跟蹤段中的目標狀態(tài)相關聯(lián) 151
9.3 仿真驗證與分析 152
9.3.1 仿真參數(shù)設置 152
9.3.2 三維投影跟蹤方法的可行性與優(yōu)越性分析 152
9.3.3 點跡歸并和凝聚處理的必要性分析 154
9.3.4 加速度突變檢測和補償?shù)膬?yōu)越性分析 155
9.4 小結 156
參考文獻 156
第10章 臨近空間高超聲速滑躍式軌跡目標的多模型跟蹤 158
10.1 多模型算法的選擇與模型集的設計 159
10.1.1 多模型算法分析 159
10.1.2 多模型算法的比較與選擇 159
10.1.3 多模型算法模型集的設計 160
10.2 臨近空間高超聲速目標的IMM跟蹤 161
10.2.1 IMM跟蹤 161
10.2.2 仿真驗證與分析 163
10.3 基于模型轉移概率矩陣在線調(diào)整的IMM算法 169
10.3.1 模型轉移概率分析 169
10.3.2 基于準貝葉斯估計的模型轉移概率在線調(diào)整方法 169
10.3.3 基于可能性大小的模型轉移概率在線調(diào)整方法 170
10.3.4 基準軌跡下3種算法的性能比較 171
10.3.5 滑躍式機動軌跡下4種算法的性能比較 177
10.4 小結 185
參考文獻 186
第11章 基于三重貝葉斯準則的臨近空間高超聲速目標跟蹤 188
11.1 基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤模型 189
11.1.1 匹配跟蹤通道設計 190
11.1.2 閉合回路設計 190
11.1.3 第一重貝葉斯準則設計 192
11.1.4 第二重貝葉斯準則設計 195
11.1.5 第三重貝葉斯準則設計 196
11.1.6 模型似然構建 202
11.2 仿真驗證與分析 203
11.2.1 仿真參數(shù)設置 203
11.2.2 基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤算法的
有效性分析 204
11.2.3 基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤算法的
魯棒性分析 205
11.3 小結 206
參考文獻 207
第12章 距離模糊下的臨近空間高超聲速目標跟蹤 208
12.1 僅距離模糊時的臨近空間高超聲速目標跟蹤 209
12.1.1 距離模糊下的目標量測 209
12.1.2 距離模糊下的目標檢測跟蹤 211
12.2 僅速度模糊時的臨近空間高超聲速目標跟蹤 215
12.3 距離與速度均模糊下的臨近空間高超聲速目標跟蹤 216
12.4 仿真驗證與分析 218
12.4.1 仿真參數(shù)設置 218
12.4.2 仿真分析 218
12.5 小結 225
參考文獻 226
第13章 高動態(tài)偏差存在下的臨近空間高超聲速目標跟蹤 227
13.1 目標高超聲速運動對雷達量測的影響 228
13.2 高動態(tài)偏差存在下的臨近空間目標跟蹤模型 230
13.2.1 有偏量測方程構建 231
13.2.2 基于觀測差分法的單雷達量測方程構建 233
13.2.3 解模糊處理后的聯(lián)合狀態(tài)估計 236
13.2.4 目標跟蹤 238
13.3 仿真驗證與分析 238
13.3.1 仿真參數(shù)設置 238
13.3.2 高動態(tài)偏差對雷達探測跟蹤的影響分析 239
13.3.3 觀測差分對高超聲速目標跟蹤的必要性分析 241
13.3.4 徑向速度估計對高超聲速目標跟蹤的必要性分析 242
13.3.5 速度解模糊對高超聲速目標跟蹤的有效性分析 243
13.4 小結 244
參考文獻 244
第14章 高動態(tài)偏差存在下的臨近空間高超聲速目標組網(wǎng)跟蹤 246
14.1 目標高超聲速運動對多雷達數(shù)據(jù)關聯(lián)的影響 247
14.1.1 高動態(tài)偏差下的目標量測 247
14.1.2 基于統(tǒng)計判決的多雷達數(shù)據(jù)關聯(lián) 248
14.1.3 目標高超聲速運動對多雷達數(shù)據(jù)關聯(lián)的影響 248
14.2 臨近空間高超聲速目標的組網(wǎng)跟蹤模型 250
14.2.1 基于徑向速度補償?shù)亩嗬走_數(shù)據(jù)關聯(lián) 250
14.2.2 基于多雷達對消處理的IMM跟蹤 251
14.2.3 基于徑向速度補償?shù)亩嗬走_對消處理分析 252
14.3 仿真驗證與分析 253
14.3.1 仿真參數(shù)設置 253
14.3.2 高動態(tài)偏差對多雷達組網(wǎng)跟蹤的影響分析 254
14.3.3 徑向速度估計對多雷達組網(wǎng)跟蹤的必要性分析 255
14.3.4 徑向速度估計對多雷達組網(wǎng)跟蹤的有效性分析 257
14.3.5 對消處理對多雷達組網(wǎng)跟蹤的優(yōu)越性分析 259
14.4 小結 260
參考文獻 261
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