航道辅助地波雷达机动目标跟踪研究

作     者：孙伟峰 孙少奇 李小彤 纪永刚 戴永寿 SUN Wei-feng;SUN Shao-qi;LI Xiao-tong;JI Yong-gang;DAI Yong-shou

作者机构：中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 

出 版 物：《舰船科学技术》 (Ship Science and Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第24期

页      面：152-159页

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62071493 61831010) 

主　　题：高频地波雷达 机动目标跟踪 交互多模型 海上航道 

摘      要：交互多模型(Interacting Multiple Model,IMM)方法应用于高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)机动目标跟踪时,其固定的模型集合与转移概率矩阵会导致模型竞争与模型概率切换滞后,降低了目标状态估计的准确性,容易引起航迹断裂、丢失等问题。为此,对基于航道辅助的交互多模型地波雷达机动目标跟踪方法进行了研究。首先,利用有向图模型估计海上航道并提取航道信息,判定目标所处的航道位置并据此自适应切换目标运动模型集合;然后依据确定的模型集合进行多模型滤波,利用滤波新息构造运动模型的极大似然函数并计算每个模型的似然值,通过计算运动模型之间似然值比值计算概率修正因子,采用概率修正因子与原模型转移概率矩阵的乘积更新模型转移概率矩阵。利用仿真与实测数据开展了海上机动目标跟踪实验,结果表明,与传统IMM算法相比,本文方法可显著提升模型概率的切换速度,跟踪得到的航迹维持时间提高了54.2%,算法运行时间减少了30%,运动模型匹配平均概率提高了14.1%,实现了对海上目标的长时跟踪。