超视距雷达目标多帧检测技术研究

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1、硕士学位论文超视距雷达目标多帧检测技术研究RESEARCHONMULTI-FRAMEDETECTIONTECHNIQUESFOROVER-THE-HORIZONRADARTARGETS郭彦潇哈尔滨工业大学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：621.396.96密级：公开工程硕士学位论文超视距雷达目标多帧检测技术研究硕士研究生：郭彦潇导师：李杨副教授申请学位：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月授予学位单位：哈尔滨工业大学

2、ClassifiedIndex:TN958.93U.D.C:621.396.96DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONMULTI-FRAMEDETECTIONTECHNIQUESFOROVER-THE-HORIZONRADARTARGETSCandidate：GuoYanxiaoSupervisor：AssociateProf.LiYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciali

3、ty：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要检测前跟踪(TBD)技术区别于传统的雷达目标检测跟踪的处理流程，通过对多个相参积累周期的回波数据进行积累，可以实现更高的跟踪精

4、度，同时还能对低信噪比的微弱目标进行探测。在众多的TBD实现方法中，基于粒子滤波的TBD(PF-TBD)技术可以应用在时变系统为非线性非高斯的情况，适用范围更广。对于超视距雷达(OTHR)观测的目标而言，常常因为干扰、噪声和杂波的影响呈现弱目标的特征，因此研究基于粒子滤波的检测前跟踪技术十分有意义。本文具体研究内容如下：研究了基于贝叶斯估计理论的粒子滤波算法原理和实现过程，对比分析标准的PF-TBD(SPF-TBD)与优效的PF-TBD(EPF-TBD)这两种经典的PF-TBD算法，并在不同信噪比的情形下进行

5、仿真。针对机动目标的检测前跟踪问题，研究了基于多模型的PF-TBD算法，将机动目标的运动情况概括为几种比较典型的运动模型，另外在目标状态向量中增加了新的运动模型变量，实现对机动目标的检测跟踪。建立了与实际系统相匹配的OTHR回波模型，为了解决制约PF-TBD算法性能的粒子退化问题，在EPF-TBD的粒子采样过程中添加粒子群优化(PSO)步骤。利用PSO算法中随机部分可以使粒子保持多样性，另外通过增加PSO步骤，粒子可以向似然函数大的区域移动。在OTHR回波模型下，设立相应的目标状态模型和观测模型，比较了EPF

6、-TBD和PSO-EPF-TBD两种算法的性能。在OTHR信号回波模型下，分别研究了两种杂波环境下的PF-TBD算法。首先利用零记忆非线性变化法(ZMNL)生成韦布尔(Weibull)杂波序列，在Weibull杂波环境下，推导了修改后的似然函数和粒子权重，与原始的SPF-TBD进行对比，证明了新算法的可行性和有效性；利用球不变随机过程法(SIRP)生成K分布杂波序列，研究了在包含K分布杂波的观测背景下的PF-TBD实现方法，仿真结果表明算法性能得到改善。关键词：检测前跟踪；粒子滤波；超视距雷达-I-哈尔滨工业

7、大学工程硕士学位论文AbstractThetrackbeforedetect(TBD)technologyisdifferentfromthetraditionalradartargetdetectionandtrackingprocess.Byaccumulatingtheechodataofmultiplecoherentaccumulationperiods,highertrackingaccuracycanbeachieved,andatthesametime,lowsignaltonoiserati

8、ocanbeachieved.Weaktargetstodetect.AmongthenumerousTBDimplementations,theparticlefilter-basedTBD(PF-TBD)techniquecanbeappliedwhenthetime-varyingsystemisnon-linearandnon-Gaussian,andhasawiderapplication