临近空间高超声速飞行器探测跟踪技术

作者: 张翔宇

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2022-07

版次: 1

ISBN: 9787121435904

定价: 118.00

装帧: 其他

页数: 280页

分类: 工程技术

4人买过

本书共14章，第1章介绍了本书的写作目的和背景；第2章探讨了临近空间高超声速目标相参积累；第3章介绍了基于多普勒反馈的临近空间高超声速目标相参积累；第4章讨论了临近空间高超声速目标非相参积累；第5章介绍了基于随机Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累；第6章讲述了基于自适应递推Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累；第7章介绍了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的正弦跟踪模型；第8章讨论了基于目标特性分析的临近空间高超声速目标强跟踪；第9章介绍了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的三维投影跟踪；第10章探讨了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的多模型跟踪；第11章探讨了基于三重贝叶斯准则的临近空间高超声速目标跟踪；第12章讨论了距离模糊下的临近空间高超声速目标跟踪；第13章探讨了高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标跟踪；第14章介绍了高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标组网跟踪。张翔宇，男，汉族，山西太原人，1986年8月出生，主要研究方向为临近空间高超声速目标探测跟踪，现为海军航空大学信息融合研究所讲师。获山东省优秀论文奖1项、全军优秀论文奖1项，承担国家自然科学基金、装发部十三五预研项目、海装十三五预研项目等课题7项，授权国家发明专利6项、计算机软件著作权8项，获军队科技进步一等奖1项、三等奖2项，出版专著1部，发表学术论文30余篇，其中SCI收录2篇、EI收录5篇。第1章  绪论1

1.1  临近空间高超声速飞行器1

1.1.1  临近空间高超声速飞行器的定义1

1.1.2  临近空间高超声速飞行器的特点3

1.2  临近空间高超声速飞行器对雷达探测跟踪形成新挑战4

1.2.1  显著缩短了雷达系统的预警时间4

1.2.2  显著降低了雷达发现目标的能力5

1.2.3  显著增加了雷达的定位跟踪误差7

1.3  临近空间高超声速飞行器探测跟踪技术7

1.3.1  高超声速目标的相参积累检测7

1.3.2  高超声速目标的非相参积累检测10

1.3.3  高超声速目标跟踪13

1.4  临近空间高超声速飞行器的发展历程17

1.4.1  临近空间高超声速飞行器的研究现状17

1.4.2  反临近空间高超声速飞行器的研究现状21

参考文献23

第2章  临近空间高超声速目标相参积累24

2.1  高超声速目标信号模型25

2.2  目标高超声速运动对相参积累的影响26

2.2.1  跨距离门问题26

2.2.2  多普勒扩展问题27

2.3  基于多尺度搜索补偿的相参积累方法28

2.3.1  距离走动补偿28

2.3.2  多普勒扩展补偿29

2.3.3  多尺度处理和计算量分析30

2.3.4  算法实现31

2.4  仿真验证与分析32

2.4.1  仿真参数设置32

2.4.2  算法有效性验证32

2.4.3  不同信噪比条件下的仿真验证37

2.4.4  不同脉冲积累数条件下的仿真验证38

2.5  小结39

参考文献39

第3章  基于多普勒反馈的临近空间高超声速目标相参积累41

3.1  高超声速目标模型42

3.1.1  目标信号模型42

3.1.2  目标运动模型43

3.2  基于多普勒信息反馈调节的相参积累43

3.2.1  多维搜索补偿的相参积累处理44

3.2.2  多普勒估计值的获取与反馈调节45

3.2.3  算法实现49

3.3  仿真验证与分析49

3.3.1  仿真参数设置49

3.3.2  算法有效性验证50

3.3.3  不同信噪比条件下的仿真验证51

3.3.4  不同脉冲积累数条件下的仿真验证53

3.3.5  不同反馈调节帧数条件下的仿真验证54

3.4  小结54

参考文献54

第4章  临近空间高超声速目标非相参积累56

4.1  Hough变换的基本原理57

4.2  基于RT-Hough变换的目标非相参积累58

4.2.1  RT-Hough变换的选取58

4.2.2  高超声速目标系统模型59

4.2.3  RT-Hough变换60

4.2.4  候选航迹的多条件约束62

4.3  仿真验证与分析63

4.3.1  仿真参数设置63

4.3.2  算法有效性验证64

4.3.3  不同信噪比下的性能分析67

4.3.4  不同杂波密度下的性能分析68

4.3.5  算法对比69

4.4  小结69

参考文献70

第5章  基于随机Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累71

5.1  随机Hough变换基本原理72

5.2  改进的随机Hough变换算法74

5.2.1  现有随机Hough变换的不足74

5.2.2  参数空间允许误差的选取标准75

5.2.3  算法实现76

5.3  仿真验证与分析78

5.3.1  仿真参数设置78

5.3.2  算法有效性验证79

5.3.3  算法性能分析80

5.3.4  与标准Hough变换的比较82

5.4  小结83

参考文献84

第6章  基于自适应递推Hough变换的临近空间高超声速目标

             非相参积累85

6.1  目标模型86

6.1.1  目标状态模型86

6.1.2  目标量测模型86

6.2  基于自适应递推Hough变换的非相参积累算法87

6.2.1  初始时刻的Hough变换处理88

6.2.2  自适应递推Hough变换90

6.2.3  航迹合并92

6.3  算法实现92

6.4  仿真验证与分析94

6.4.1  仿真参数设置94

6.4.2  算法有效性验证96

6.4.3  不同SNR下的性能分析97

6.4.4  不同杂波密度下的性能分析98

6.5  小结100

参考文献101

第7章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的正弦跟踪模型102

7.1  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的跟踪模型103

7.1.1  目标轨迹特性分析103

7.1.2  Sine模型的建立104

7.1.3  量测模型的建立107

7.1.4  滤波器的初始化108

7.2  特殊角速率取值下的Sine模型110

7.3  仿真验证与分析111

7.3.1  临近空间高超声速目标的滑跃式轨迹设计111

7.3.2  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪实验115

7.4  小结123

参考文献123

第8章  基于目标特性分析的临近空间高超声速目标强跟踪125

8.1  临近空间高超声速目标的滑跃式轨迹分析126

8.1.1  临近空间目标动力学方程126

8.1.2  临近空间目标的高超声速滑跃式运动轨迹127

8.1.3  临近空间高超声速滑跃式轨迹性能分析128

8.2  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪128

8.2.1  临近空间目标量测方程129

8.2.2  临近空间目标跟踪模型129

8.3  仿真验证与分析137

8.3.1  仿真参数设置137

8.3.2  基于目标特性分析的强跟踪滤波算法的有效性分析138

8.3.3  基于目标特性分析的强跟踪滤波算法的可靠性分析140

8.4  小结141

参考文献142

第9章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的三维投影跟踪143

9.1  临近空间高超声速目标的滑跃式运动轨迹分析144

9.2  临近空间高超声速目标的三维投影跟踪模型145

9.2.1  地理坐标系下的三维投影变换145

9.2.2  经纬方向上的线性高超声速目标跟踪147

9.2.3  高度方向上的高机动频率目标跟踪149

9.2.4  不同跟踪段中的目标状态相关联151

9.3  仿真验证与分析152

9.3.1  仿真参数设置152

9.3.2  三维投影跟踪方法的可行性与优越性分析152

9.3.3  点迹归并和凝聚处理的必要性分析154

9.3.4  加速度突变检测和补偿的优越性分析155

9.4  小结156

参考文献156

第10章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的多模型跟踪158

10.1  多模型算法的选择与模型集的设计159

10.1.1  多模型算法分析159

10.1.2  多模型算法的比较与选择159

10.1.3  多模型算法模型集的设计160

10.2  临近空间高超声速目标的IMM跟踪161

10.2.1  IMM跟踪161

10.2.2  仿真验证与分析163

10.3  基于模型转移概率矩阵在线调整的IMM算法169

10.3.1  模型转移概率分析169

10.3.2  基于准贝叶斯估计的模型转移概率在线调整方法169

10.3.3  基于可能性大小的模型转移概率在线调整方法170

10.3.4  基准轨迹下3种算法的性能比较171

10.3.5  滑跃式机动轨迹下4种算法的性能比较177

10.4  小结185

参考文献186

第11章  基于三重贝叶斯准则的临近空间高超声速目标跟踪188

11.1  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪模型189

11.1.1  匹配跟踪通道设计190

11.1.2  闭合回路设计190

11.1.3  第一重贝叶斯准则设计192

11.1.4  第二重贝叶斯准则设计195

11.1.5  第三重贝叶斯准则设计196

11.1.6  模型似然构建202

11.2  仿真验证与分析203

11.2.1  仿真参数设置203

11.2.2  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪算法的

有效性分析204

11.2.3  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪算法的

鲁棒性分析205

11.3  小结206

参考文献207

第12章  距离模糊下的临近空间高超声速目标跟踪208

12.1  仅距离模糊时的临近空间高超声速目标跟踪209

12.1.1  距离模糊下的目标量测209

12.1.2  距离模糊下的目标检测跟踪211

12.2  仅速度模糊时的临近空间高超声速目标跟踪215

12.3  距离与速度均模糊下的临近空间高超声速目标跟踪216

12.4  仿真验证与分析218

12.4.1  仿真参数设置218

12.4.2  仿真分析218

12.5  小结225

参考文献226

第13章  高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标跟踪227

13.1  目标高超声速运动对雷达量测的影响228

13.2  高动态偏差存在下的临近空间目标跟踪模型230

13.2.1  有偏量测方程构建231

13.2.2  基于观测差分法的单雷达量测方程构建233

13.2.3  解模糊处理后的联合状态估计236

13.2.4  目标跟踪238

13.3  仿真验证与分析238

13.3.1  仿真参数设置238

13.3.2  高动态偏差对雷达探测跟踪的影响分析239

13.3.3  观测差分对高超声速目标跟踪的必要性分析241

13.3.4  径向速度估计对高超声速目标跟踪的必要性分析242

13.3.5  速度解模糊对高超声速目标跟踪的有效性分析243

13.4  小结244

参考文献244

第14章  高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标组网跟踪246

14.1  目标高超声速运动对多雷达数据关联的影响247

14.1.1  高动态偏差下的目标量测247

14.1.2  基于统计判决的多雷达数据关联248

14.1.3  目标高超声速运动对多雷达数据关联的影响248

14.2  临近空间高超声速目标的组网跟踪模型250

14.2.1  基于径向速度补偿的多雷达数据关联250

14.2.2  基于多雷达对消处理的IMM跟踪251

14.2.3  基于径向速度补偿的多雷达对消处理分析252

14.3  仿真验证与分析253

14.3.1  仿真参数设置253

14.3.2  高动态偏差对多雷达组网跟踪的影响分析254

14.3.3  径向速度估计对多雷达组网跟踪的必要性分析255

14.3.4  径向速度估计对多雷达组网跟踪的有效性分析257

14.3.5  对消处理对多雷达组网跟踪的优越性分析259

14.4  小结260

参考文献261
内容简介:
本书共14章，第1章介绍了本书的写作目的和背景；第2章探讨了临近空间高超声速目标相参积累；第3章介绍了基于多普勒反馈的临近空间高超声速目标相参积累；第4章讨论了临近空间高超声速目标非相参积累；第5章介绍了基于随机Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累；第6章讲述了基于自适应递推Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累；第7章介绍了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的正弦跟踪模型；第8章讨论了基于目标特性分析的临近空间高超声速目标强跟踪；第9章介绍了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的三维投影跟踪；第10章探讨了临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的多模型跟踪；第11章探讨了基于三重贝叶斯准则的临近空间高超声速目标跟踪；第12章讨论了距离模糊下的临近空间高超声速目标跟踪；第13章探讨了高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标跟踪；第14章介绍了高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标组网跟踪。
作者简介:
张翔宇，男，汉族，山西太原人，1986年8月出生，主要研究方向为临近空间高超声速目标探测跟踪，现为海军航空大学信息融合研究所讲师。获山东省优秀论文奖1项、全军优秀论文奖1项，承担国家自然科学基金、装发部十三五预研项目、海装十三五预研项目等课题7项，授权国家发明专利6项、计算机软件著作权8项，获军队科技进步一等奖1项、三等奖2项，出版专著1部，发表学术论文30余篇，其中SCI收录2篇、EI收录5篇。
目录:
第1章  绪论1

1.1  临近空间高超声速飞行器1

1.1.1  临近空间高超声速飞行器的定义1

1.1.2  临近空间高超声速飞行器的特点3

1.2  临近空间高超声速飞行器对雷达探测跟踪形成新挑战4

1.2.1  显著缩短了雷达系统的预警时间4

1.2.2  显著降低了雷达发现目标的能力5

1.2.3  显著增加了雷达的定位跟踪误差7

1.3  临近空间高超声速飞行器探测跟踪技术7

1.3.1  高超声速目标的相参积累检测7

1.3.2  高超声速目标的非相参积累检测10

1.3.3  高超声速目标跟踪13

1.4  临近空间高超声速飞行器的发展历程17

1.4.1  临近空间高超声速飞行器的研究现状17

1.4.2  反临近空间高超声速飞行器的研究现状21

参考文献23

第2章  临近空间高超声速目标相参积累24

2.1  高超声速目标信号模型25

2.2  目标高超声速运动对相参积累的影响26

2.2.1  跨距离门问题26

2.2.2  多普勒扩展问题27

2.3  基于多尺度搜索补偿的相参积累方法28

2.3.1  距离走动补偿28

2.3.2  多普勒扩展补偿29

2.3.3  多尺度处理和计算量分析30

2.3.4  算法实现31

2.4  仿真验证与分析32

2.4.1  仿真参数设置32

2.4.2  算法有效性验证32

2.4.3  不同信噪比条件下的仿真验证37

2.4.4  不同脉冲积累数条件下的仿真验证38

2.5  小结39

参考文献39

第3章  基于多普勒反馈的临近空间高超声速目标相参积累41

3.1  高超声速目标模型42

3.1.1  目标信号模型42

3.1.2  目标运动模型43

3.2  基于多普勒信息反馈调节的相参积累43

3.2.1  多维搜索补偿的相参积累处理44

3.2.2  多普勒估计值的获取与反馈调节45

3.2.3  算法实现49

3.3  仿真验证与分析49

3.3.1  仿真参数设置49

3.3.2  算法有效性验证50

3.3.3  不同信噪比条件下的仿真验证51

3.3.4  不同脉冲积累数条件下的仿真验证53

3.3.5  不同反馈调节帧数条件下的仿真验证54

3.4  小结54

参考文献54

第4章  临近空间高超声速目标非相参积累56

4.1  Hough变换的基本原理57

4.2  基于RT-Hough变换的目标非相参积累58

4.2.1  RT-Hough变换的选取58

4.2.2  高超声速目标系统模型59

4.2.3  RT-Hough变换60

4.2.4  候选航迹的多条件约束62

4.3  仿真验证与分析63

4.3.1  仿真参数设置63

4.3.2  算法有效性验证64

4.3.3  不同信噪比下的性能分析67

4.3.4  不同杂波密度下的性能分析68

4.3.5  算法对比69

4.4  小结69

参考文献70

第5章  基于随机Hough变换的临近空间高超声速目标非相参积累71

5.1  随机Hough变换基本原理72

5.2  改进的随机Hough变换算法74

5.2.1  现有随机Hough变换的不足74

5.2.2  参数空间允许误差的选取标准75

5.2.3  算法实现76

5.3  仿真验证与分析78

5.3.1  仿真参数设置78

5.3.2  算法有效性验证79

5.3.3  算法性能分析80

5.3.4  与标准Hough变换的比较82

5.4  小结83

参考文献84

第6章  基于自适应递推Hough变换的临近空间高超声速目标

             非相参积累85

6.1  目标模型86

6.1.1  目标状态模型86

6.1.2  目标量测模型86

6.2  基于自适应递推Hough变换的非相参积累算法87

6.2.1  初始时刻的Hough变换处理88

6.2.2  自适应递推Hough变换90

6.2.3  航迹合并92

6.3  算法实现92

6.4  仿真验证与分析94

6.4.1  仿真参数设置94

6.4.2  算法有效性验证96

6.4.3  不同SNR下的性能分析97

6.4.4  不同杂波密度下的性能分析98

6.5  小结100

参考文献101

第7章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的正弦跟踪模型102

7.1  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的跟踪模型103

7.1.1  目标轨迹特性分析103

7.1.2  Sine模型的建立104

7.1.3  量测模型的建立107

7.1.4  滤波器的初始化108

7.2  特殊角速率取值下的Sine模型110

7.3  仿真验证与分析111

7.3.1  临近空间高超声速目标的滑跃式轨迹设计111

7.3.2  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪实验115

7.4  小结123

参考文献123

第8章  基于目标特性分析的临近空间高超声速目标强跟踪125

8.1  临近空间高超声速目标的滑跃式轨迹分析126

8.1.1  临近空间目标动力学方程126

8.1.2  临近空间目标的高超声速滑跃式运动轨迹127

8.1.3  临近空间高超声速滑跃式轨迹性能分析128

8.2  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪128

8.2.1  临近空间目标量测方程129

8.2.2  临近空间目标跟踪模型129

8.3  仿真验证与分析137

8.3.1  仿真参数设置137

8.3.2  基于目标特性分析的强跟踪滤波算法的有效性分析138

8.3.3  基于目标特性分析的强跟踪滤波算法的可靠性分析140

8.4  小结141

参考文献142

第9章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的三维投影跟踪143

9.1  临近空间高超声速目标的滑跃式运动轨迹分析144

9.2  临近空间高超声速目标的三维投影跟踪模型145

9.2.1  地理坐标系下的三维投影变换145

9.2.2  经纬方向上的线性高超声速目标跟踪147

9.2.3  高度方向上的高机动频率目标跟踪149

9.2.4  不同跟踪段中的目标状态相关联151

9.3  仿真验证与分析152

9.3.1  仿真参数设置152

9.3.2  三维投影跟踪方法的可行性与优越性分析152

9.3.3  点迹归并和凝聚处理的必要性分析154

9.3.4  加速度突变检测和补偿的优越性分析155

9.4  小结156

参考文献156

第10章  临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的多模型跟踪158

10.1  多模型算法的选择与模型集的设计159

10.1.1  多模型算法分析159

10.1.2  多模型算法的比较与选择159

10.1.3  多模型算法模型集的设计160

10.2  临近空间高超声速目标的IMM跟踪161

10.2.1  IMM跟踪161

10.2.2  仿真验证与分析163

10.3  基于模型转移概率矩阵在线调整的IMM算法169

10.3.1  模型转移概率分析169

10.3.2  基于准贝叶斯估计的模型转移概率在线调整方法169

10.3.3  基于可能性大小的模型转移概率在线调整方法170

10.3.4  基准轨迹下3种算法的性能比较171

10.3.5  滑跃式机动轨迹下4种算法的性能比较177

10.4  小结185

参考文献186

第11章  基于三重贝叶斯准则的临近空间高超声速目标跟踪188

11.1  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪模型189

11.1.1  匹配跟踪通道设计190

11.1.2  闭合回路设计190

11.1.3  第一重贝叶斯准则设计192

11.1.4  第二重贝叶斯准则设计195

11.1.5  第三重贝叶斯准则设计196

11.1.6  模型似然构建202

11.2  仿真验证与分析203

11.2.1  仿真参数设置203

11.2.2  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪算法的

有效性分析204

11.2.3  基于三重贝叶斯准则的高超声速目标跟踪算法的

鲁棒性分析205

11.3  小结206

参考文献207

第12章  距离模糊下的临近空间高超声速目标跟踪208

12.1  仅距离模糊时的临近空间高超声速目标跟踪209

12.1.1  距离模糊下的目标量测209

12.1.2  距离模糊下的目标检测跟踪211

12.2  仅速度模糊时的临近空间高超声速目标跟踪215

12.3  距离与速度均模糊下的临近空间高超声速目标跟踪216

12.4  仿真验证与分析218

12.4.1  仿真参数设置218

12.4.2  仿真分析218

12.5  小结225

参考文献226

第13章  高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标跟踪227

13.1  目标高超声速运动对雷达量测的影响228

13.2  高动态偏差存在下的临近空间目标跟踪模型230

13.2.1  有偏量测方程构建231

13.2.2  基于观测差分法的单雷达量测方程构建233

13.2.3  解模糊处理后的联合状态估计236

13.2.4  目标跟踪238

13.3  仿真验证与分析238

13.3.1  仿真参数设置238

13.3.2  高动态偏差对雷达探测跟踪的影响分析239

13.3.3  观测差分对高超声速目标跟踪的必要性分析241

13.3.4  径向速度估计对高超声速目标跟踪的必要性分析242

13.3.5  速度解模糊对高超声速目标跟踪的有效性分析243

13.4  小结244

参考文献244

第14章  高动态偏差存在下的临近空间高超声速目标组网跟踪246

14.1  目标高超声速运动对多雷达数据关联的影响247

14.1.1  高动态偏差下的目标量测247

14.1.2  基于统计判决的多雷达数据关联248

14.1.3  目标高超声速运动对多雷达数据关联的影响248

14.2  临近空间高超声速目标的组网跟踪模型250

14.2.1  基于径向速度补偿的多雷达数据关联250

14.2.2  基于多雷达对消处理的IMM跟踪251

14.2.3  基于径向速度补偿的多雷达对消处理分析252

14.3  仿真验证与分析253

14.3.1  仿真参数设置253

14.3.2  高动态偏差对多雷达组网跟踪的影响分析254

14.3.3  径向速度估计对多雷达组网跟踪的必要性分析255

14.3.4  径向速度估计对多雷达组网跟踪的有效性分析257

14.3.5  对消处理对多雷达组网跟踪的优越性分析259

14.4  小结260

参考文献261

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临近空间高超声速飞行器探测跟踪技术

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