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第1章 概述 1

1.1 相控阵雷达技术概述 1

1.1.1 相控阵雷达的发展概况 1

1.1.2 相控阵雷达的基本组成及工作过程 2

1.1.3 相控阵雷达天线及电扫描技术 2

1.2 相控阵雷达数据处理技术 4

1.2.1 相控阵雷达中的嵌入式数字计算机的特点 4

1.2.2 相控阵雷达中的计算机软件系统 5

1.2.3 相控阵雷达数据处理系统的功能与特点 6

1.3 相控阵雷达数据处理系统的应用举例 9

1.3.1 一个相控阵雷达数据处理系统在防空系统中的应用 9

1.3.2 典型的相控阵雷达数据处理系统在舰船指挥系统中的应用 11

参考文献 14

第2章 线性系统的最优估计 16

2.1 引言 16

2.2 随机估计的一般方法 16

2.2.1 估计问题的构成 16

2.2.2 最小二乘估计 17

2.2.3 最小均方误差估计 18

2.2.4 极大似然估计 19

2.2.5 极大后验估计 20

2.2.6 最小线性均方误差估计 20

2.2.7 递推最小二乘估计 22

2.3 线性系统的滤波方法 25

2.3.1 状态估计问题 25

2.3.2 离散线性系统的卡尔曼滤波 25

2.3.3 卡尔曼滤波的基本性质 28

2.3.4 连续时间系统的连续描述与离散描述的关系 29

2.4 线性系统的可观测性和可控性 30

2.4.1 系统的可观测性 30

2.4.2 系统的可控性 35

2.5 线性系统滤波器的稳定性 37

2.5.1 稳定性的一般概念介绍 37

2.5.2 离散最佳滤波器的稳定性 40

2.6 线性系统滤波器的误差特性 42

2.6.1 滤波器误差协方差矩阵P的上下界 42

2.6.2 滤波器误差协方差矩阵的渐近性 45

2.7 线性系统滤波器的模型误差的灵敏度分析 47

2.8 滤波器的真实发散和模型误差补偿技术 52

2.8.1 发散的例子及其分析 52

2.8.2 限定下界法 53

2.8.3 伪随机噪声法 55

2.8.4 增益的直接加权 56

2.8.5 扩张状态法 56

2.8.6 衰减记忆 57

2.8.7 限定记忆法 57

2.9 目标运动模型 58

2.9.1 常速度模型 58

2.9.2 常加速度模型 59

2.10 常增益滤波器 60

2.10.1 常增益滤波器的设计 60

2.10.2 α-β滤波器 61

2.10.3 α-β-γ滤波器 65

2.11 小结 66

思考题 67

参考文献 69

第3章 非线性非高斯滤波 71

3.1 引言 71

3.2 近似高斯化的卡尔曼滤波 71

3.2.1 扩展卡尔曼滤波（EKF） 72

3.2.2 转换观测卡尔曼滤波（CMKF） 76

3.2.3 Unscented卡尔曼滤波（UKF） 77

3.3 近似高斯化滤波方法在相控阵雷达目标跟踪中的应用 79

3.3.1 坐标系、测量模型及状态模型 79

3.3.2 混合坐标系下EKF滤波和UKF滤波 81

3.3.3 笛卡儿坐标系下CMKF滤波 82

3.4 非高斯分布的直接估计（粒子滤波） 82

3.5 小结 83

思考题 84

参考文献 84

第4章 机动目标跟踪 85

4.1 引言 85

4.2 新息序列（Innovation）的基本性质 85

4.3 单模型方法 90

4.3.1 相关噪声模型——Singer模型 90

4.3.2 机动目标的截断正态概率密度模型 92

4.4 串行多模型方法 101

4.4.1 调整过程噪声的方法 101

4.4.2 输入估计方法 102

4.4.3 变维数滤波方法 104

4.4.4 检测及状态自适应调整滤波器 107

4.4.5 修正的常增益自适应滤波方法 113

4.5 并行多模型方法（IMM） 120

4.5.1 方法描述 120

4.5.2 静态多模型估计器 120

4.5.3 动态多模型估计器 122

4.5.4 GPB1多模型估计器（切换模型） 124

4.5.5 GPB2多模型估计器（切换模型） 125

4.5.6 交互式多模型估计器（IMM） 127

4.6 小结 131

思考题 132

参考文献 132

第5章 复杂环境中的目标跟踪 136

5.1 引言 136

5.2 测量的证实 136

5.3 干扰环境中的单目标跟踪 138

5.3.1 最近邻域滤波法（NNF） 138

5.3.2 概率数据关联滤波器（PDAF） 138

5.4 在干扰环境下的多目标跟踪 142

5.5 模糊子集理论在多目标跟踪中的应用 144

5.5.1 模糊最小方差估计 145

5.5.2 多目标跟踪的模糊滤波算法 146

5.5.3 模糊关系矩阵和隶属矩阵 149

5.5.4 仿真实验结果 150

5.6 编队飞行目标群的跟踪逻辑 150

5.6.1 问题的提出 150

5.6.2 群目标数据处理系统的逻辑功能 151

5.7 运动载体环境下的目标跟踪问题 159

5.7.1 舰载雷达跟踪问题概述 159

5.7.2 参照系及坐标系 159

5.7.3 相对速度与相对加速度的推导 163

5.7.4 舰载雷达跟踪系统框图和仿真试验 166

5.8 小结 168

思考题 169

参考文献 169

第6章 相控阵雷达数据处理专题研究 171

6.1 引言 171

6.2 稠密多目标航迹初始化方法 171

6.2.1 分群处理 171

6.2.2 航迹初始化 173

6.2.3 一个工程应用实例 176

6.3 相控阵雷达工作方式的调度策略 178

6.3.1 概述 178

6.3.2 影响调度策略的主要因素 178

6.3.3 自适应调度策略 180

6.3.4 调度程序的设计方法 182

6.3.5 仿真试验结果 186

6.4 相控阵雷达数据率的自适应控制 186

6.4.1 常增益变采样间隔滤波器 187

6.4.2 变采样间隔算法 188

6.4.3 仿真结果及结论 189

6.5 专家系统及其在相控阵雷达数据处理系统中的应用 191

6.5.1 专家系统发展概况 191

6.5.2 专家系统的研究对象和结构 191

6.5.3 一个相控阵雷达工作方式调度的专家系统——SOMPAR专家系统 192

6.6 小结 195

思考题 196

参考文献 196

第7章 系统仿真技术 197

7.1 引言 197

7.2 仿真系统的硬件环境 197

7.3 系统仿真建模方法学 198

7.3.1 系统仿真建模步骤 198

7.3.2 确定系统仿真软件总体方案 199

7.4 系统运动模型的仿真 200

7.4.1 目标运动模型的仿真 200

7.4.2 测量过程的仿真 202

7.4.3 跟踪滤波及航迹管理 207

7.5 小结 213

7.6 附录：噪声协方差矩阵R（k）与初始协方差矩阵P（0/0）的计算 214

思考题 219

参考文献 219

附录A 矩阵分析介绍 220

A.1 状态空间概念 220

A.1.1 纯量微分方程的状态空间描述 220

A.1.2 状态空间的定义 221

A.2 向量空间和矩阵运算 222

A.2.1 线性空间定义 222

A.2.2 线性相关与线性独立 223

A.2.3 内积与范数 224

A.2.4 n维欧氏空间的向量运算 226

A.2.5 矩阵的秩 228

A.2.6 矩阵运算 229

A.3 矩阵的典型表示与正定阵 236

A.3.1 矩阵的典型表示 236

A.3.2 矩阵的特征值和特征向量 237

A.3.3 正定矩阵的定义及其有关性质 238

A.4 矩阵函数与矩阵方程 244

A.4.1 矩阵函数及凯莱-哈密顿定理 244

A.4.2 矩阵的范数 245

A.4.3 矩阵级数 245

A.4.4 齐次向量微分方程的解 247

A.4.5 eAt的计算方法 249

A.4.6 一般阵A化为约当标准型J 251

A.4.7 非齐次向量微分方程的解 252

A.4.8 矩阵Riccati方程及其解 253

A.4.9 矩阵差分方程及其解 255

参考文献 256

附录B 随机过程的初步介绍 257

B.1 基本概念 257

B.1.1 随机过程的定义 257

B.1.2 X（t）的有限维分布族 257

B.2 一些特殊过程 257

B.2.1 平稳随机过程 257

B.2.2 正态过程 258

B.2.3 马尔可夫过程 259

B.2.4 二阶矩过程 259

B.2.5 维纳过程（布朗运动） 262

B.3 平稳过程的谱的概念 263

B.3.1 平稳过程的谱 263

B.3.2 白噪声 264

参考文献 265

附录C 数理统计 266

C.1 基本概念 266

C.2 抽样分布 266

C.2.1 子样矩的数字特征 266

C.2.2 x2分布 267

C.2.3 学生氏t分布 267

C.2.4 Fisher引理 268

C.2.5 统计量 268

C.2.6 二子样统计量 268

C.3 参数估计 269

C.3.1 参数的点估计 270

C.3.2 区间估计 279

C.4 假设检验 282

C.4.1 显著性检验 283

参考文献 288