基于天波超视距雷达的多径数据关联算法研究与实现.pdf

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1、硕士学位论文基于天波超视距雷达的多径数据关联算法研究与实现RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFMALTIPATHDATAASSOCIATIONALGORITHMSBASEDONOTHR王伟哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN958.93学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工程硕士学位论文基于天波超视距雷达的多径数据关联算法研究与实现硕士研究生：王伟导师：位寅生教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月27日授予学位单位：哈

2、尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.93U.D.C:621.38DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFMALTIPATHDATAASSOCIATIONALGORITHMSBASEDONOTHRCandidate：WangWeiSupervisor：Prof.WeiYinshengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Electri

3、csandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationTechnologyDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要数据关联是雷达数据处理的重要模块，数据关联算法的跟踪精度决定了雷达报出的目标航迹的正确性。天波超视距雷达在超视距探测、反隐形、长时间远距离预警等方面作用突出，值得深入研

4、究。但是，天波雷达也面临着多径效应、低检测率、低量测精度和虚警率过高等棘手的问题。本文为解决天波雷达的多径效应和“三低一高”的问题，发展了天波雷达专用的多路径数据关联算法，并从工程应用的角度对算法做出拓展，将实际中模型失配的情况考虑在内，构建了一套较为贴近工程应用的天波雷达多路径数据关联系统，并对此系统进行了详细的性能分析。本文首先建立了完整的天波雷达的目标跟踪系统模型，主要包括电离层模型、目标跟踪模型与杂波模型三个部分。电离层模型通过分析多径效应的成因，对电离层的分层效应建模，目标跟踪模型研究了多径传播下的目标运动模型和系

5、统量测模型。由运动模型可以得到目标的运动方程；由量测模型可以得到目标状态与多模量测的转换公式。在此基础上加入均匀杂波模型从而形成完整的天波雷达目标跟踪环境。其次，本文研究了三种具备理论优势和应用价值的多路径数据关联算法：基于概率数据互联的MPDA算法、基于蚁群算法的MACDA算法和基于期望最大化的MPMHT算法，着重研究了各算法解决多径效应的能力和跟踪精度。通过理论比较与仿真分析，对比了三种多路径数据关联算法的优缺点，最终给出了每种算法的适用条件，在工程应用中，应该根据实际条件综合考虑，选出最适合的算法。然后，本文针对实际中

6、电离层模型失配的问题，分别研究电离层不确定性下的多路径数据关联算法（MPCR）和自治多模型MPDA算法（AMM-MPDA），仿真数据验证分析结果表明上述算法可以有效解决电离层高度不确定的问题，具有较好的跟踪性能。最后，本文利用自适应渐消记忆滤波算法对数据关联中卡尔曼滤波器的结构做出调整，改善了在实际中目标运动模型失配的问题，避免算法在模型失配的情况下出现误关联导致滤波结果发散。关键词：天波超视距雷达；数据关联；多径效应；模型失配-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractDataassociationalgorith

7、msplayanimportantroleinthefieldofradardataprocessing,thetrackingaccuracyofwhichdeterminesthecorrectnessofthetargettrackreportedbytheradar.OTHRhastheadvantagesofoverthehorizondetection,antistealthandlongdistancewarning.However,OTHRsareexposedtosometoughproblemslikem

8、ulti-patheffect.Tosolveaboveissues,thispaperdevelopssomemulti-pathdataassociationalgorithmsspecialforOTHRS.Thesealgorithmsarealsoexpandedfromthep