一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法技术

一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法，它属于机动目标运动分析技术领域。本发明专利技术解决了现有目标运动分析方法无法实现机动目标运动分析，以及无法获取到中心频率的先验信息时运动分析方法的稳定性差的问题。本发明专利技术构建了新的方位频率TMA模型，减弱了中心频率对跟踪精度的影响，不需要已知中心频率f0就能对机动目标进行很好的目标运动分析，以达到对目标定位跟踪的目的，解决了传统算法需要预先已知中心频率的弊端。同时本发明专利技术方法适用于机动目标运动分析，给方位频率下的机动目标运动分析提供了一种新的方法。本发明专利技术方法可以应用于机动目标运动分析。以应用于机动目标运动分析。以应用于机动目标运动分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法


[0001]本专利技术属于机动目标运动分析
，具体涉及一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法。

技术介绍

[0002]目标运动分析(TMA)是对未知目标的运动参数(航向、航速、航迹等)进行解算，以达到对目标定位跟踪的目的。水下目标运动分析主要分为主动与被动两种方法，相较于主动目标运动分析，被动目标运动分析的观测站无需向被探测的目标发射信号，只需要通过目标辐射的信号或者噪声信息来预测和估计目标运动参数，大大提高了系统的实用性与隐蔽性，更能满足现代作战防御需求。
[0003]在水下被动目标运动分析中，纯方位(BOT)问题受到了广泛的研究。目前纯方位TMA主要面临以下难点：一，由于在海洋环境中存在着大量的噪声以及干扰，水下目标的状态参数和定位观测参数之间基本上会变成非线性关系，无法继续利用传统的线性知识去求解，存在较大的研究困难；二，研究表明，纯方位TMA系统是一个不完全可观测系统，无法唯一得出确定的目标运动轨迹(Nardone S C,Aidala V J.Observabi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、构建由状态向量与状态方程组成的目标状态模型；步骤二、基于测量方位与频率构建方位频率TMA模型；步骤三、根据构建的目标状态模型和方位频率TMA模型，对机动目标进行目标运动分析，输出机动目标运动分析结果。2.根据权利要求1所述的一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为：k时刻的状态向量表示为：X(k|k)＝[x
Tk
‑
x
Ok y
Tk
‑
y
Ok v
Txk
‑
v
Oxk v
Tyk
‑
v
Oyk 1/f
0k
]
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，X(k|k)代表k时刻的状态向量，x
Tk
代表k时刻目标在x方向的位置坐标，y
Tk
代表k时刻目标在y方向的位置坐标，x
Ok
代表k时刻观测站在x方向的位置坐标，y
Ok
代表k时刻观测站在y方向的位置坐标，v
Txk
代表k时刻目标在x方向的速度分量，v
Tyk
代表k时刻目标在y方向的速度分量，v
Oxk
代表k时刻观测站在x方向的速度分量，v
Oyk
代表k时刻观测站在y方向的速度分量，f
0k
代表k时刻目标辐射中心频率；状态方程由式(2)表示：X(k|k)＝F(k)X(k
‑
1|k
‑
1)+Γv(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，F(k)为k时刻的状态转移矩阵，Γ为过程噪声分布矩阵，v(k)为k时刻的过程噪声向量，X(k
‑
1|k
‑
1)代表k
‑
1时刻的状态向量。3.根据权利要求2所述的一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法，其特征在于，所述方位频率TMA模型为：Z(k|k)＝h(X(k|k))+R(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，Z(k|k)为k时刻的量测，R(k)是k时刻的量测噪声协方差矩阵，Z(k|k)、h(
·
)和R(k)满足：其中，为k时刻的量测方位，c代表水下声速，β
k
为中间变量，为k时刻的量测频率，ε
βk
为k时刻的量测方位误差，ε
fk
为k时刻的量测频率误差。4.根据权利要求3所述的一种基于方位和频率的单站水下机动目标运动分析方法，其特征在于，所述目标辐射中心频率f
0k
满足：(A
T
A)
‑1A
T
B＝[f
0k
(v
Txk
‑
v
Oxk
) f
0k
(v
Tyk
‑
v
Oyk
) f
0k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大军，张艺翱，滕婷婷，吕云飞，王泽崇，
申请(专利权)人：青岛明深信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：