无人机对动态目标高精度定位与跟踪方法研究

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1、．＊ＭｎｒＶｔｊｍｕｍ＾Ａｐ硕±学位论文Ｉｍ（０Ｗ）Ｉ圓您叫岐望无人机对动态目标高精度定位与跟踪方法研究作者脱齐会云指导教隱名、职栋张雜副教授轉靴翻工学硕壬西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的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，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容外，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为获得西安电子科技大

2、学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事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。一学位论文若有不实么处，本人承担切法律责任。本人签名：Ａ：化忙日期．议命西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复

3、制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论、文发保明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。本人密签的学位论文在＿＿公年解密后适用本授权书。名：ｉ＾导师签名：旅袭ｙ日期：ＸＳ．ｌｉ，球日期：述，口学校代码10701学号1304122040分类号TP391密级公开西安电子科技大学硕士学位论文无人机对动态目标高精度定位与跟踪方法研究作者姓名：齐会云一级学科：仪器科学与技术二级学科：测试计量技术及仪器学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：张玲霞副教授学院：机电工程学

4、院提交日期：2015年11月ResearchonHigh-PrecisionDynamicTargetPositioningandTrackingMethodsofUnmannedAerialVehicleAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMeasuringandTestingTechnologiesandInstrumentsByQiHuiyunSupervis

5、or:ZhangLingxiaAssociateProfessorNovember2015摘要摘要无人机以其隐蔽性好、不惧伤亡、操作简单、使用灵活、滞空时间长、造价低廉等优点，无论是在军事领域还是在民用方面均有着广泛的运用。在无人机的很多应用中，都会包含对动态目标的定位与跟踪任务，定位与跟踪精度的高低，直接决定着任务的成败。我国无人机在目标跟踪定位领域与发达国家有很大差距，为此，本文开展了无人机对动态目标高精度定位与跟踪方法研究。论文的主要内容及研究成果总结如下：（1）单架无人机测角测距目标定位方法的研究。利用无

6、人机光电平台测量系统测得目标的相对方位角、俯仰角及距离，通过齐次坐标转换法推导出目标定位及目标引导的计算公式，解算出目标在大地坐标系下的位置信息（经度L，纬度B，高度H），进而在电子地图上标注出来，以便于对目标进行分析与监视。（2）对无人机目标定位过程进行误差分析，并提出一种高精度目标定位的总体方案。首先建立目标定位的误差模型，使用Matlab语言编写无人机目标定位仿真程序，基于蒙特卡罗思想，对目标定位过程进行了大量的仿真分析，找出对目标定位精度影响较为明显的因素，在此基础上，提出提高目标定位精度的相应措施，进而

7、提出了基于无人机组合导航技术的高精度目标定位方案。（3）针对提出的定位方案，深入研究了无人机的SINS/GPS组合导航技术。使用Matlab/Simulink仿真工具分别对SINS和GPS导航系统进行仿真，验证其系统性能，分析了它们的优势和局限性。把这两个系统通过卡尔曼滤波最优估计算法组合起来，取长补短，通过仿真实验证明，组合导航定位精度明显高于各系统独立工作的精度。（4）对无人机目标跟踪中的目标状态融合估计算法进行研究，提出了一种基于CS模型的交互式多模型粒子滤波算法。由于交互式多模型粒子滤波算法只有在选择了合

8、适的目标运动模型、模型参数及模型个数时才能得到很好的跟踪效果；而CS模型自适应滤波算法，虽然具有跟踪精度高、能比较真实地反映目标机动性的优势，但是无法自动调节。因此，将这两种算法相结合，在交互式多模型粒子滤波算法的基础上，计算模型的校正概率，自适应地调整CS模型中的最大正、负加速度，充分发挥两种算法的优势，提高了跟踪精度。通过仿真验证了本文提出新算法的有效性。关键词：无人