專利名稱：協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷達多目標跟蹤方法，特別涉及一種協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多目標跟蹤技術(shù)在軍用及民用領(lǐng)域均有廣泛的應用，可用于空中目標檢測、跟蹤與攻擊，空中導彈防御，空中交通管制，港口和海洋監(jiān)視等。近年來，隨著戰(zhàn)場環(huán)境的改變，對抗和反對抗技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了背景強雜波、低信噪比、低檢測概率和高虛警率等一系列問題，對多目標跟蹤方法的精度和準確性提出了更高的要求。多目標跟蹤的目的是將探測器所接收到的量測對應不同的信息源，形成不同觀 測集合或軌跡，根據(jù)軌跡估計被跟蹤目標的數(shù)目以及每一目標的運動參數(shù)，實現(xiàn)對多個目標的跟蹤。用于多目標狀態(tài)估計的基本濾波方法有α-β濾波、α-β-γ濾波、卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波、高斯和近似、最優(yōu)非線性濾波、粒子濾波和自適應濾波等。α-β和α-β-Y濾波器由于結(jié)構(gòu)簡單，計算量小，在早期計算機資源短缺時應用很廣。卡爾曼濾波是多目標跟蹤的一種基本方法，但是需要知道系統(tǒng)的精確數(shù)學模型，并且只適用于線性系統(tǒng)，限制了算法的應用。擴展卡爾曼濾波將卡爾曼濾波理論擴展到非線性領(lǐng)域，用一個高斯分布來近似狀態(tài)的條件概率分布；而當近似條件不滿足時，高斯和濾波器則用一個高斯分布的加權(quán)和來近似狀態(tài)的條件概率分布。最優(yōu)非線性濾波使用Makov轉(zhuǎn)移概率來描述目標的動力學過程，具有很好的特性，但是計算量較大，因此一直沒有得到廣泛應用。粒子濾波采用隨機采樣，由于計算量太大和粒子退化問題，不適合實際應用。為了改進粒子濾波，無跡卡爾曼濾波采用確定性采樣，使得采樣的粒子點個數(shù)減少，避免了粒子濾波中的粒子點退化問題，因此其應用領(lǐng)域很廣。自適應濾波方法通過對目標機動的檢測，實時調(diào)整濾波器參數(shù)或增加濾波器的狀態(tài)，使濾波器實時適應目標運動，特別適合對機動目標的跟蹤；目前，在實際雷達跟蹤系統(tǒng)最常用的仍然為JPDA (Joint Probabilistic DataAssociation,聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián))方法(James A. Roecker,A Class of Near Optimal JPDAAlgorithms, IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS,1994, VOL. 30
(2):504-510),其它方法大多數(shù)是對JPDA方法的簡化等。然而，JPDA等方法誤差估計的方差陣中有兩個半正定矩陣相減，在有限字長的處理系統(tǒng)中會產(chǎn)生含有正負特征值的對稱矩陣，導致雷達跟蹤過程目標失跟和整個雷達系統(tǒng)性錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有目標跟蹤方法數(shù)值結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導致雷達跟蹤過程目標失跟的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法，該方法在多目標跟蹤的測量更新中，通過對估計誤差的協(xié)方差矩陣直接分解，建立數(shù)值穩(wěn)定結(jié)構(gòu)模型，沒有誤差估計的方差陣中有兩個半正定矩陣相減，在有限字長的處理系統(tǒng)中能夠保證不會產(chǎn)生含有負特征值的對稱矩陣，可以避免雷達跟蹤過程目標失跟和整個雷達系統(tǒng)性錯誤。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法，其特征包括以下步驟I、定義N個目標跟蹤中第i個目標的離散化模型為Xi (k+Ι) =Φ (k+1, k) Xi (k) + A (k) ω ± (k)，其中
權(quán)利要求
1. 一種協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、定義N個目標跟蹤中第i個目標的離散化模型為 Xi (k+Ι) = Φ (k+1, k) Xi (k) + A (k) ω j (k)， 其中為狀態(tài)向量，(X，y, z)為目標在地面參考直角坐標系下的位置坐標，《i(k)表示方差為Qi (k)的過程噪聲向量，C>(k+l,k) = Φ = (IiagtO1, Φ1； O1]為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
全文摘要
本發(fā)明公開了一種協(xié)方差分解的多目標跟蹤方法，用于解決現(xiàn)有的目標跟蹤方法數(shù)值結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導致雷達跟蹤過程目標失跟的技術(shù)問題。技術(shù)方案是對估計誤差方差陣進行協(xié)方差分解，建立數(shù)值穩(wěn)定結(jié)構(gòu)模型，沒有誤差估計的方差陣中有兩個半正定矩陣相減，在有限字長的處理系統(tǒng)中能夠保證不會產(chǎn)生含有負特征值的對稱矩陣。通過對估計誤差方差陣的協(xié)方差分解，建立了數(shù)值穩(wěn)定的多目標跟蹤結(jié)構(gòu)模型，避免了誤差估計的方差陣中兩個半正定矩陣相減，在有限字長的處理系統(tǒng)中不會出現(xiàn)數(shù)值發(fā)散，從而保證了目標跟蹤系統(tǒng)的可靠性、避免了雷達跟蹤過程目標失跟和整個雷達系統(tǒng)性錯誤。
文檔編號G01S13/66GK102901960SQ20121004504
公開日2013年1月30日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者史忠科 申請人:西北工業(yè)大學