弹道目标信息处理技术研究

作     者：黄双宁 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘梅

授予年度：2009年

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0826[工学-兵器科学与技术] 082602[工学-兵器发射理论与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：弹道导弹预警系统 弹道目标跟踪 多目标跟踪 多传感器航迹融合 

摘      要：在反导防御体系中,弹道导弹预警系统是获取来袭弹道导弹目标信息的主要手段。地面预警雷达具有测量精度高、多目标测量能力强、安全性高、落点预报精度高等特点。为了有效应对周边地区的战术弹道导弹的威胁,研究基于地面雷达系统的弹道导弹预警已经成为现代国防的一项重要课题。 本课题以地面雷达系统对弹道导弹跟踪为背景,主要研究了机动目标跟踪、多目标跟踪以及多传感器航迹融合等技术。课题的主要内容如下: 针对再入段发生机动的弹道导弹的跟踪问题,提出了一种基于交互多模型的跟踪算法。首先讨论了非线性滤波的基本原理以及常用的非线性滤波器,继而讨论了交互多模型结构并将其用于对机动弹道目标跟踪。仿真结果表明,与单模型非线性滤波器相比,在目标发生机动的情况下,该算法大大降低了系统的跟踪误差,提高了收敛速度。 针对敌方多批次导弹的饱和攻击以及弹道导弹多弹头分导造成监测区域内目标数量大量增加的问题,首先讨论了多目标跟踪问题,然后利用马尔科夫链-蒙特卡洛数据关联算法对大量来袭弹道目标进行跟踪。仿真实验表明,此算法在目标密集的环境中较经典的多假设算法具有更好的跟踪性能。 将多传器多目标跟踪技术在弹道目标跟踪问题中具体应用。首先介绍了多传感器信息融合的基本问题,然后讨论分布式航迹融合的技术问题:航迹关联、航迹融合,基于Mcmcda算法设计了分布式航迹融合结构。仿真结果表明,航迹融合结构取得了较高的关联正确概率,融合之后的航迹状态比融合之前具有更高的估计精度。