章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 基本概念 2
1.3 研究歷史和發展概況 5
1.4 內容組織 7
思考題 8
第二章 估計理論和濾波方法 10
2.1 概述 10
2.2 估計理論 10
2.2.1 問題描述 10
2.2.2 估計值的統計特性 11
2.2.3 小均方估計 14
2.2.4 極大驗後估計和極大似然估計 16
2.2.5 線性小均方估計 18
2.2.6 小二乘估計和加權小二乘估計 20
2.3 濾波方法 23
2.3.1 線性繫統的概念 23
2.3.2 狀態方程和觀測方程 27
2.3.3 兩點外推濾波 30
2.3.4 線性遞推小二乘濾波 31
2.3.5 線性卡爾曼濾波 35
2.3.6 常增益濾波 48
2.3.7 非線性濾波* 53
小結 64
思考題 65
第三章 目標定位方法 68
3.1 概述 68
3.2 空間幾何基礎 69
3.3 坐標繫及坐標轉換 72
3.3.1 定位坐標繫 73
3.3.2 不同坐標繫間數據的轉換 74
3.3.3 觀測量的站間坐標轉換 81
3.4 定位誤差的度量 86
3.4.1 三維正態分布 86
3.4.2 等概率密度橢球（誤差橢球） 87
3.4.3 落入誤差球的概率 88
3.4.4 球概率誤差及圓概率誤差 88
3.5 單站球坐標測量定位方法 90
3.5.1 定位的一般方法 90
3.5.2 定位誤差分析 91
3.6 多站斜距離測量定位方法 93
3.6.1 定位原理 93
3.6.2 定位可實現性 95
3.6.3 定位誤差 96
3.7 多站無源定位方法 99
3.7.1 測向交叉定位法 100
3.7.2 測時差定位法 102
小結 104
思考題 104
第四章 目標跟蹤基本方法 105
4.1 概述 105
4.2 坐標繫的選擇 107
4.2.1 極坐標繫 107
4.2.2 直角坐標繫 108
4.3 數據預處理 111
4.3.1 野值剔除 111
4.3.2 數據壓縮處理 113
4.4 跟蹤起始 115
4.4.1 航跡建立方式 115
4.4.2 航跡頭選擇 116
4.4.3 航跡建立舉例 117
4.4.4 航跡建立準則 118
4.5 數據關聯 119
4.5.1 航跡相關過程 119
4.5.2 數據關聯的一般步驟 128
4.5.3 典型數據關聯方法 129
4.6 目標運動模型 137
4.6.1 目標運動特性 138
4.6.2 典型運動模型 140
4.7 量測模型 147
4.7.1 傳感器坐標模型 148
4.7.2 笛卡兒坐標模型 148
4.7.3 量測轉換分析 149
4.8 不同模型下的跟蹤濾波方法 153
4.8.1 基於常速度模型的卡爾曼濾波算法 154
4.8.2 基於常加速度模型的卡爾曼濾波算法 156
4.8.3 基於機動目標“當前”統計模型的卡爾曼濾波算法 159
4.9 機動目標跟蹤方法 159
4.9.1 機動檢測自適應濾波 160
4.9.2 實時辨識自適應濾波 165
4.9.3 全面自適應濾波 167
4.10 航跡質量管理 172
4.10.1 基本概念 172
4.10.2 航跡管理方法 173
小結 175
思考題 175
第五章 基於純方位的水下目標被動定位跟蹤方法 177
5.1 概述 177
5.2 單站純方位目標運動的可觀測性分析 178
5.2.1 引言 178
5.2.2 問題描述 179
5.2.3 確定性方位測量的圖解分析 181
5.2.4 繫統的可觀測性 188
5.3 單站純方位目標定位與跟蹤算法 197
5.3.1 繫統模型描述 198
5.3.2 基於輔助變量的偽線性遞推小二乘估計算法 199
5.3.3 近似線性化的兩階段濾波算法 202
5.4 純方位觀測器平臺機動航路優化 208
5.4.1 定位與跟蹤誤差的下限 209
5.4.2 航路優化問題的提出 212
5.4.3 觀測器航路對定位精度的影響 214
5.4.4 潛艇典型航路的定位精度分析 217
5.4.5 航路優化的方法 226
小結 229
思考題 229
第六章 基於多傳感器數據融合的目標跟蹤 230
6.1 概述 230
6.1.1 數據融合的定義 230
6.1.2 多源數據融合模型 231
6.1.3 數據融合的主要處理內容 236
6.1.4 一個典型的數據關聯-狀態融合跟蹤環 237
6.2 時間與空間配準 241
6.2.1 問題描述 241
6.2.2 時間配準算法 242
6.2.3 空間配準算法 244
6.3 航跡及其融合 257
6.3.1 基本概念 257
6.3.2 航跡關聯 258
6.3.3 航跡融合 271
小結 277
思考題 278
第七章 目標定位跟蹤方法應用 279
7.1 概述 279
7.2 火炮射擊協同式檢靶繫統 279
7.2.1 現有檢靶手段及分析 279
7.2.2 基於UWB定位的協同式檢靶繫統 280
7.3 無線聲吶浮標網絡目標跟蹤繫統 284
7.3.1 問題描述 285
7.3.2 目標跟蹤算法 286
7.3.3 仿真分析 288
7.4 無人機姿態誤差對目標定位精度影響研究 293
7.4.1 無人機姿態對測量目標點位置誤差影響的數學模型 294
7.4.2 目標點位置誤差的表示方法 296
7.4.3 仿真分析 297
小結 301
思考題 301
參考文獻 302