被动多基站雷达分布式航迹融合方法

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被动多基站雷达(PassiveMultistaticRadar,PMR),又称无源协同定位(PassiveCoherentLocation,PCL),利用调频信号、数字电视、GPS、GSM等合作或非合作的外辐射源信号来探测目标。由于本身不配置发射天线,PMR自身静默、成本低且安装灵活;更重要的是,PMR充分利用探测系统的空间多样性和频率多样性,能有效探测隐身目标,在雷达领域受到日益关注。当PMR中存在多个接收站时,通过信息融合技术,能进一步改善目标航迹质量。本文针对杂波环境下PMR多接收站航迹的分布式融合问题,开展了如下研究:
  首先,针对理想环境下的航迹融合问题,系统分析了几种经典航迹融合方法(协方差凸组合、信息矩阵融合、协方差交互)的性能。仿真结果表明,协方差凸组合方法简单易行,但忽略了局部估计的相关性;信息矩阵融合方法利用了局部估计的预测信息,部分改善了融合航迹的跟踪精度;协方差交互方法对局部估计误差的互协方差信息进行加权融合,能有效提高航迹质量。
  其次,针对局部估计误差互协方差未知时的PMR航迹融合问题,分别提出带记忆的快速协方差交互融合方法和带记忆的快速容错广义凸组合融合方法。前者通过将前一帧的融合状态进行反馈,利用信息理论优化准则求解权值的闭式解。后者在前者的框架下,引入自适应权重参数优化权值求解过程,进一步改善了融合航迹的跟踪精度。仿真结果验证了所提两种方法的有效性。
  最后,针对杂波环境下局部估计误差互协方差未知时的PMR航迹融合问题,提出考虑目标存在概率的两种综合广义凸组合航迹融合方法,提升了正确航迹率和跟踪精度。第一种是不带记忆的综合广义凸组合融合方法,它通过综合概率数据关联得到单接收站的候选航迹集合和对应的目标存在概率,再将目标存在概率引入航迹融合过程改善融合航迹质量。第二种通过将前一帧的融合状态进行反馈,得到带记忆的综合广义凸组合融合方法。仿真验证了所提方法的有效性。
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