天发船收高频雷达利用天波发射地波接收的方式实现对目标的探测,但是雷达探测得到的量测数据是目标在雷达坐标系中的射线距离、多普勒速度与方位角,为了得到目标在地理坐标系下的真实位置和运动信息需要将目标在雷达坐标系中的量测矢量转换为其在地理坐标系下的状态矢量,这一转换过程即为坐标配准。由于天发船收高频雷达中天波路径的存在,电离层的分层现象将导致多径效应的出现,即在同一时刻有多个量测对应一个目标,多径效应的存在严重影响了对目标的坐标配准和概率数据关联。本文的主要工作概括如下:1.研究了天发船收高频雷达体制下的目标坐标配准问题。本文分别利用射线追踪法和几何模型法对天发船收高频雷达体制下目标的坐标配准进行了研究,并推导给出了目标定位中较为关键P-D转换系数。其中对于基于几何模型的坐标配准方法,本文给出了基于平面量测模和球面量测模型的坐标配准公式,利用仿真实验验证了坐标配准公式的正确性,并利用量测误差理论和几何精度因子对平面量测模型下的坐标配准误差及定位精度进行了分析。2.研究了基于平面量测模型的天发船收高频雷达目标状态估计算法。首先通过几何关系,建立了目标跟踪模型,并对该雷达体制下的非线性滤波算法进行了研究分析,给出了该目标跟踪模型下量测转移矩阵的雅可比矩阵,并且利用这三种非线性滤波算法对仿真目标进行了跟踪滤波,最后对比分析了这三种算法的滤波性能。3.研究了多径条件下的电波传播模式识别和多径概率数据关联算法。将隐马尔可夫模型与Viterbi算法结合研究了多径条件下的坐标配准问题,即电波传播模式识别,首先通过仿真实验说明了多径产生的原因,然后将电波的传播模式建模为隐状态,目标的量测值作为观测矩阵,利用Viterbi算法进行解码计算,并给出了电波传播模式识别后的目标定位精度。利用MPDA算法研究了电离层高度已知的多径概率数据关联问题,利用MPCR算法研究了在电离层高度不确定的条件下的多径概率数据关联问题。