被动声纳多目标测向、跟踪方法研究及dsp实现

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1、隶。轫大·嘤硕士学位论文万方数据被动声纳多目标测向、跟踪方法研究及DSP实现万方数据STUDYONPASSIVESONARDOAESTIMATION，ANGLETRACKINGALGORITHMANDREAL—TIMEDSPIMPLEMENTATIONAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhenDefuSupervisedbyProf．FANGShi—liangVice—Prof．LUOXin．weiSchoolofInformationScience&Engine

2、eringSoutheastUniversityMay2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证二传而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：缢日I期：笙!丝兰!!二东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制

3、手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：塑毽：卤导师签名：日期：咝·≯万方数据摘要被动声纳的首要任务是检测并跟踪目标。对可疑目标方位角进行跟踪，获取持续的对准目标的高信噪比波束信号，以进一步从特征上确认或排除警报，是被动声纳常用的目标检测手段。本文的主要工作是研究被动声纳目标跟踪算法，以及阵形畸变条件下的测向方法，并建立多目标测向与跟踪系统。本文首先对被动声纳方位估计与目标跟踪方法进行了分析。给出常规波束形成测向的原理，并

4、与子空间类高分辨率测向方法进行了仿真比较，为选择常规波束形成实现系统的测向模块提供了依据。介绍多目标跟踪的概况，探讨常规目标跟踪方法的性能，并通过数值仿真指出了该方法的优点与不足。针对常规跟踪方法的不足，对算法进行了改进。改进了用于航迹平滑和方位角预测的线性模型，并通过仿真比较了一般线性模型、改进线性模型和二阶多项式模型的性能，验证了改进线性模型具有较好的平滑和预测性能。通过野值剔除和平滑处理，降低了方位跟踪曲线的波动，以接近目标实际航迹。在预测方位角的基础上改进了常规跟踪方法，在跟踪弱目标时有更好的跟踪效果。针对多目标方位重合交叉时容易出现误跟踪的问题，提出一种基于目标线谱特征的跟踪

5、方法，并用仿真实验进行了验证。针对柔性拖曳阵在使用时容易发生圆弧形畸变从而造成测向误差的问题，详细分析了畸变后的延时误差及其影响因素，并根据延时误差的特点，提出一种基于常规波束形成的圆弧半径估计方法。经仿真验证，该方法可以减小由圆弧形畸变所导致的方位估计误差，且计算量较小，稳健性较强，有较好的实用价值。最后，在以上算法研究的基础上，实现了多目标测向与跟踪系统。结合基阵参数和平台软硬件资源，建立了完整的信号处理系统框架及多目标跟踪交互方法，并在基于TigerSHARC201芯片的信号处理机上进行了实现。海上试验验证了整个系统的实时性、可行性与实用性。关键词：多目标跟踪、方位估计、方位角预

6、测、圆弧形畸变万方数据东南大学硕士学位论文II万方数据AbstractThemaintaskofpassivesonaristodetectandtracktargets．Themainapproachforthetargetdetectionconsistsoftrackingthesuspectedtargets，obtainingthecontinuousbeamdatawithhighsignal—noiseratio，andconfirmingordismissingthealarms．Themainworkinthepaperistoinvestigatethetarget

7、trackingmethods，improvetheDOAestimationtraderarraydistortioncondition，andimplementtheDOAestimationandtrackingsystemformulti—target．Firstly,theDOAestimationandtargettrackingmethodsareanalyzed．Theconventionalandthehigh-resolut