多信道雷达数据融合技术研究

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1、工学硕士学位论文多信道雷达数据融合技术研究王礼勇哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号：TN957.52国际图书分类号：621.396.75.96工学硕士学位论文多信道雷达数据融合技术研究硕士研究生：王礼勇导师：张宁教授申请学位：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：电子与信息技术研究院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学-ClassifiedIndex:TN957.52U.D.C.:621.396.75.96DissertationfortheMaster’sDegreei

2、nEngineeringRESEARCHONDATAFUSIONTECHNOLOGYOFMULTI-CHANNELRADARCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Specialty:Affiliation:DateofDefence:Degree-Conferring-Institution:-WangLiyongProf.ZhangNingMasterofEngineeringInformationandCommunicationEngineer

3、ingSchoolofElectronicsandInformationTechnologyJune,2006HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本课题项目中的软件高频地波雷达利用软件无线电技术，实现对雷达工作状态的控制。该雷达具有四个信道，可以工作在不同频率，每个信道可以看作是一部独立的单站雷达，故可获得四组量测数据，然后需要进行数据融合，以提高雷达性能。关联算法的好坏直接决定融合的可靠性，融合算法的好坏是整个雷达系统检测信息提取工作成功与否的标志

4、，融合的结果又是直接的军事决策依据。可见，关联与融合在多源系统信号处理中的重要意义。本论文的主要目的是设计一种可以满足强杂波背景下观测精度较低的高频地波雷达应用的多传感器融合算法，并保证算法满足实时性要求。论文大致包括以下几个方面：一、介绍数据关联与估计融合的理论背景，并对当前流行的JPDA关联算法进行重点分析。二、通过对JPDA算法的分解分析，提出适用于本项目实际应用的快速算法——联合最大概率数据关联(JMPDA)。该算法巧妙的回避了JPDA算法中复杂度很高耗时严重的关联概率âkj,t的计算，并将改进

5、之后的JMPDA算法应用于多传感器系统得到MSJMPDA算法。三、对常用的融合算法进行简要分析，对于线性模型目标的跟踪问题，本文通过基于并行滤波结构的MSJMPDA算法得以解决。对于非线性系统，提出了新的基于粒子滤波技术的融合算法。数据关联仿真结果表明，本文提出的JMPDA算法在量测方差较大，杂波较多的情况下，仍然可以获得较好的关联、跟踪性能，更重要的是，该算法计算速度为JPDA算法的8~10倍，从理论上确保了雷达系统信号处理的实时性。JMPDA算法为提高速度所付出的代价是，当速度量测无法辅助分辨目标时

6、，算法性能会变得没有JPDA算法稳定，而高频地波雷达能够提供的速度分辨力为1~10m/s，相比该雷达的距离分辨力3~7km、角度分辨力1~5度来看，速度量测在很大程度上决定对目标的分辨，所以JMPDA的缺陷对于本项目而言，可以忽略。数据融合仿真结果表明，本文提出的基于粒子滤波的融合算法的跟踪精度较单传感器系统有显著的提高，且能够解决卡尔曼滤波等传统算法难以解决的非高斯背景非线性模型的目标跟踪问题。关键词多信道雷达；多源信息融合；数据关联；粒子滤波-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIn

7、thisprojectHighFrequencyGroundWaveSoftRadar(HFGWSR)usessoftwareradiotechnologytocontrolradarfunctionalmode.ThisHFGWSRhasfourchannelswhichcanworkatdifferentfrequencies,eachchannelcanbeseenasoneindependentradar,sowecanachievefourgroupsofobservationwhichnee

8、dfusiontechnologytoimprovetheperformanceoftheradar.Effectivenessoftheassociationalgorithmdeterminesthereliabilityofthefusionalgorithm,Effectivenessofthefusionalgorithmisthecriterionofabstractionworkfromradardetection,what'