多基阵纯方位非机动目标跟踪可观测性研究.pdf

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1、2011年第30卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)57多基阵纯方位非机动目标跟踪可观测性研究许兆鹏，韩树平(海军潜艇学院水声中心，山东青岛266042)摘要：可观测性分析是跟踪系统进行目标跟踪的前提和基础，只有满足可观测条件才能对系统进行正确求解，从而实现对目标的有效跟踪。针对多(三部或以上)基阵纯方位非机动目标跟踪系统的非线性特点，将观测方程伪线性化后，应用线性系统可观测性判定定理对系统的可观测性进行系统分析，并得到该系统的可观测性判定条件，仿真验证了所得结论的正确性。关键词：多基阵；纯方位；非机动目标；可观测性中图分类号

2、：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)12-0057-03Researchonobservabilityofnon-maneuveringtargettrackingbasedonmultiplearraysbearings-onlyXUZhao-peng，HANShu-ping(AcousticCenter，NavySubmarineAcademy，Qingdao266042，China)Abstract：Analysisonobsevabilityoftrackingsystemisthepremiseandbasisoftargettracking，o

3、nlyiftheobservableconditionisfulfilled，couldthesystemhavecorectsolution，andtheeffectivetrackingoftargetcouldberealized．Aimingatthenonlinearcharacteristicofnon—maneuveringtargettrackingsystembasedonmultiple(threeormore)arraysbearings—only，afterthepseudolinearprocessingisappliedontheobservableequati

4、onaswellastheobservableconditionofjudgingforlinearsystemisappliedtothetrackingsystem，theobservableconditionofjudgingforthissystemcouldbeobtained，thecorrectnessoftheconclusionisverifiedbysimulations．Keywords：muhiplearays；bearings—only；non—maneuveringtarget；observability0引言系统是非线性系统。以往的研究表明：对于非线性系统的微

5、处理器性能与网络技术的不断提高，解决了多传感可测性有多种定义方法，而按照线性系统的有关理论，线性器同步工作和数据传输上的问题，使得多传感器联合使用系统的可测性具有明确的定义⋯。本文拟从线性系统可进行目标跟踪成为一个重要的研究方向，其中应用多部测性的有关理论出发，通过将多基阵纯方位跟踪系统伪线(三部或以上)被动声纳方位信息对水中匀速直线运动目性化来进行可观测性的研究，得到其可观测性判断条件。标的跟踪问题即多基阵纯方位水中非机动目标跟踪问题是最后，通过仿真验证了研究结果的正确性。研究的热点之一。1多基阵纯方位跟踪系统由多部被动声纳组成的跟踪系统对目标进行跟踪首先在水中目标被动跟踪问题中，由于跟

6、踪距离远远大于需解决可观测性问题。所谓可观测性问题，是指系统在忽目标深度，因此，可以忽略深度的影响，将目标与各基阵设略观测噪声情况下目标状态是否有唯一解的问题，有唯一定在同一平面内，即研究二维的目标被动跟踪问题。以解则称系统是完全可观测的。可观测性是跟踪系统进行目三部被动声纳基阵为例，建立二维笛卡儿坐标系，如图1所标跟踪的前提和基础，只有满足可观测条件才能对系统进示。三部声纳的位置分别为(0，0)，(，Y2)和(。，)，所行正确求解，从而实现对目标的有效跟踪。观测的目标方位分别为(t)，卢(t)和(t)。目标相对于基在多基阵纯方位跟踪系统中，方位观测量适合于在极阵1的相对运动向量为(t)=

7、[(t)，()，(t)，坐标下描述，但在求解目标运动参数时，其状态方程要转换口(t)，(t)，(t)为方向与)，方向上的相对距离，为直角坐标系下的形式。把目标参数从极坐标转换到直角(t)，(t)为方向与Y方向上的相对速度。坐标，得到的是非线性测量方程，因而，多基阵纯方位跟踪需要说明的是：在分析过程中并没有考虑噪声的影响，收稿日期：2011—10-2058传感器与微系统第30巷[Y1+(t—f0)]COS(￡)一[Y2+(