●章 雷達網目標狀態實時估計繫統簡介11.1 脈衝雷達基本知識11.1.1 雷達的基本功能11.1.2 雷達的探測範圍21.1.3 雷達的種類31.2 雷達組網部署41.3 雷達數據采集51.4 雷達數據傳輸61.5 坐標繫與誤差61.6 目標運動狀態61.6.1 目標運動狀態界定61.6.2 目標運動狀態改變的判別及處理71.7 繫統任務定位71.8 繫統設計目標81.9 繫統組成與工作流程8第2章 應用繫統數學建模淺釋92.1 數學建模基本概念92.1.1 數學模型92.1.2 數學建模92.2 應用繫統數學模型的含義與建模目的102.3 應用繫統數學建模基本步驟102.4 應用繫統數學建模範例選擇11第3章 雷達網目標狀態實時估計繫統數學建模分析123.1 繫統調查與研究123.2 數學需求概要分析133.3 數學需求詳細分析133.3.1 繫統的數學基礎143.3.2 繫統輔助數學模型建模分析143.3.3 繫統主體數學模型163.4 航跡線方程和參數估計模型的選擇183.4.1 直線航跡線方程和參數估計模型183.4.2 圓弧航跡線方程與參數估計模型193.4.3 約束條件下的航跡線估計模型193.4.4 單雷達數據最佳權方法203.4.5 多雷達數據融合估計方法223.4.6 航跡線估計模型的分類243.5 速度按路程建模253.5.1 勻速度估計按路程建模方案253.5.2 增/減速度估計按路程建模方案253.6 基於雷達方位面交線的高度估計模型253.7 基於空間直線航跡線重合的高度估計模型263.7.1 空間直線航跡線距離差平方和最小估計模型273.7.2 坐標分量差平方和最小融合模型283.7.3 利用地心坐標繫兩空間直線航跡線重合估計高度建模283.8 雷達網目標狀態實時估計繫統數學建模彙總28第4章 坐標繫與坐標轉換314.1 繫統用到的坐標繫314.1.1 雷達站二維極坐標繫OR(?,?)314.1.2 雷達站三維極坐標繫OR(?,?,?)314.1.3 雷達站二維直角坐標繫OR(XR,YR)314.1.4 雷達站三維直角坐標繫ⅠOR(XR,YR,ZR)324.1.5 雷達站三維直角坐標繫Ⅱ 324.1.6 中心二維直角坐標繫Oz(Xz,Yz)334.1.7 中心三維直角坐標繫Oz(Xz,Yz,Zz)334.1.8 地心三維直角坐標繫Oe(Xe,Ye,Ze)334.1.9 大地坐標繫344.2 坐標轉換344.2.1 雷達站二維極坐標轉換成雷達站二維直角坐標344.2.2 雷達站三維極坐標轉換成雷達站三維直角坐標354.2.3 雷達站二維直角坐標轉換成中心二維直角坐標354.2.4 雷達站三維直角坐標Ⅰ轉換成中心三維直角坐標364.2.5 雷達站三維直角坐標Ⅱ轉換成地心三維直角坐標374.2.6 大地坐標轉換成地心三維直角坐標374.2.7 地心三維直角坐標轉換成大地坐標384.2.8 大地坐標轉換成高斯平面坐標384.2.9 高斯平面坐標轉換成大地坐標39第5章 雷達網情報繫統誤差的估計與消除415.1 隨機誤差與繫統誤差415.2 雷達網情報繫統誤差分析425.2.1 雷達網情報繫統誤差來源435.2.2 相對繫統誤差與絕對繫統誤差435.2.3 符號約定445.3 測向相對繫統誤差獨立求解455.4 定位相對繫統誤差求解465.5 測距誤差求解475.5.1 測距相對繫統誤差求解475.5.2 距離模型誤差迭代求解485.6 雷達網情報繫統誤差聯合估計505.6.1 絕對繫統誤差常量估計法505.6.2 相對繫統誤差常量估計法535.6.3 相對繫統誤差函數估計法555.6.4 小結595.7 繫統誤差估值的有效性評價605.7.1 評價的基本原則605.7.2 取點評價法615.7.3 基於航跡相對熵的評價法62第6章 航跡關聯模型656.1 引言656.2 模糊聚類模型666.2.1 目標特征信息的提取666.2.2 目標相似程度的定義666.2.3 模糊相似矩陣的定義676.2.4 模糊相似矩陣改造成等價矩陣686.2.5 λ截矩陣696.2.6 基於模糊等價矩陣傳遞閉包聚批法706.2.7 λ最佳值的確定726.3 基於相對熵的多雷達航跡關聯方法736.3.1 方法步驟746.3.2 模擬驗證766.3.3 補充說明81第7章 目標運動狀態判別模型827.1 引言827.2 三種運動狀態的卡爾曼濾波器827.2.1 等速直線運動的卡爾曼濾波器827.2.2 勻增/減速直線運動的卡爾曼濾波器837.2.3 等速圓周運動的卡爾曼濾波器847.3 某種運動狀態下觀測值的條件概率密度函數877.4 判別目標運動狀態的準則887.5 判別目標運動狀態的步驟89第8章 單雷達直線航跡線估計模型908.1 單雷達不約束不加權直線航跡線估計模型908.1.1 模型推導908.1.2 模型求解過程908.2 單雷達不約束加權直線航跡線估計模型928.2.1 引言928.2.2 模型推導及求解938.2.3 計算機實現步驟958.2.4 模擬驗證988.3 單雷達帶約束不加權直線航跡線估計模型1078.3.1 模型推導及求解1078.3.2 計算機實現步驟1088.4 單雷達帶約束加權直線航跡線估計模型1108.4.1 模型推導及求解1108.4.2 計算機實現步驟1118.4.3 模擬驗證113第9章 單雷達圓弧航跡線估計模型1219.1 單雷達不約束不加權圓弧航跡線估計模型1219.1.1 模型推導及求解1219.1.2 計算機實現步驟1229.2 單雷達不約束加權圓弧航跡線估計模型1239.2.1 模型推導及求解1239.2.2 計算機實現步驟1259.3 單雷達帶約束不加權圓弧航跡線估計模型1269.3.1 模型推導及求解1269.3.2 計算機實現步驟1299.4 單雷達帶約束加權圓弧航跡線估計模型1309.4.1 模型推導及求解1309.4.2 計算機實現步驟1330章 多雷達直線航跡線融合估計模型13610.1 多雷達不約束外層加權直線航跡線融合估計模型13610.1.1 模型推導13610.1.2 模型求解過程13710.2 多雷達帶約束外層加權直線航跡線融合估計模型13810.2.1 模型推導13810.2.2 模型求解過程13910.3 多雷達不約束雙層加權直線航跡線融合估計模型13910.3.1 模型一13910.3.2 模型二14210.4 多雷達帶約束雙層加權直線航跡線融合估計模型15210.4.1 模型推導15210.4.2 模型求解過程15310.5 多雷達不約束集中加權直線航跡線融合估計模型15310.5.1 模型推導15310.5.2 模型求解過程15410.6 多雷達帶約束集中加權直線航跡線融合估計模型15510.6.1 模型推導15510.6.2 模型求解過程1561章 多雷達圓弧航跡線融合估計模型15811.1 多雷達不約束外層加權圓弧航跡線融合估計模型15811.1.1 模型推導15811.1.2 模型求解過程15811.2 多雷達帶約束外層加權圓弧航跡線融合估計模型15911.2.1 模型推導15911.2.2 模型求解過程16011.3 多雷達不約束雙層加權圓弧航跡線融合估計模型16011.3.1 模型推導16011.3.2 模型求解過程16111.4 多雷達帶約束雙層加權圓弧航跡線融合估計模型16211.4.1 模型推導16211.4.2 模型求解過程16211.5 多雷達不約束集中加權圓弧航跡線融合估計模型16311.5.1 模型推導16311.5.2 模型求解過程16411.6 多雷達帶約束集中加權圓弧航跡線融合估計模型16511.6.1 模型推導16511.6.2 模型求解過程1652章 航向估計16712.1 直線航跡線航向的計算16712.1.1 取點定向法16712.1.2 分量合成法16712.2 圓弧航跡線瞬時航向的計算16812.2.1 計算某個測量點的瞬時航向16812.2.2 計算某個時刻的瞬時航向1693章 速度和位置估計17113.1 路程的計算17113.1.1 直線段路程的計算17113.1.2 圓弧段路程的計算17213.1.3 全程路程的計算17413.2 勻速度估計模型17513.2.1 不加權勻速度估計模型17513.2.2 加權勻速度估計模型17613.3 帶約束增/減速度估計模型17813.4 位置估計17913.4.1 直線段目標位置估計18013.4.2 圓弧段目標位置估計1804章 基於雷達方位面交線的高度估計模型18314.1 基本思想18314.2 兩部雷達對同一目標點的擬觀測值計算18314.3 目標位置點方程組的建立與求解18414.3.1 方位面方程的建立18414.3.2 位置點方程組的建立18714.3.3 位置點方程組的求解18814.4 位置點絕對高度的計算18914.5 位置點相對高度的計算19014.6 利用兩雷達方位面交線估計高度的計算過程19114.7 提高高度估計準確性的措施19314.7.1 措施一19314.7.2 措施二19314.7.3 措施三19314.7.4 措施四1965章 基於空間直線航跡線重合的高度估計模型19715.1 引言19715.2 空間直線航跡線估計模型19715.2.1 距離差平方和最小估計模型19715.2.2 坐標分量差平方和最小估計模型20215.3 基於地心坐標繫的目標相對高度迭代求解法20315.3.1 求雷達站址的地心三維直角坐標20415.3.2 求雷達站址坐標軸在地心三維直角坐標繫中的方向餘弦20415.3.3 消除B雷達相對於A雷達的測向相對繫統誤差20515.3.4 判別兩部雷達的探測範圍有無重疊20615.3.5 在地心三維直角坐標下用迭代法求目標相對高度20615.4 目標絕對高度計算207參考文獻209
內容簡介
本書提出了應用繫統數學建模的方法步驟，並以雷達網目標狀態實時估計繫統為範例，從坐標變換、誤差修正、航跡關聯、運動判別、高度估計、單雷達數據濾波、多雷達數據融合等關鍵問題著手，提出了基於雷達網低精度冗餘觀測數據，提高較少觀測樣本條件下目標狀態估計準確性的一整套工程化解決方案。全書重點論述了作者自主研究、設計的與目標狀態估計相關的43個數學模型或算法，這些模型算法有特色、有創新、有技巧、很實用，很多屬於靠前首創，並已申報多項國家發明和軟件著作權。
