第1章 概论 1
1.1运动传感器目标跟踪概念 1
1.2多平台多运动传感器组网 4
1.2.1组网方式 4
1.2.2信息处理 5
1.2.3主要问题 6
1.3目标跟踪技术进展 10
1.3.1目标跟踪 10
1.3.2多传感器目标跟踪 18
1.4内容组织与章节安排 25
第2章 运动传感器目标跟踪基础 28
2.1引言 28
2.2坐标体系 28
2.2.1经纬高坐标系 28
2.2.2 ECEF坐标系 29
2.2.3地理坐标系 29
2.2.4平台坐标系 30
2.2.5观测坐标系 30
2.2.6坐标系之间关系 31
2.3坐标变换 32
2.3.1经纬高坐标与ECEF坐标的变换关系 33
2.3.2 ECEF坐标与NED坐标的变换关系 34
2.3.3 NED坐标与HRD坐标的变换关系 36
2.3.4 HRD坐标与 HRD极坐标的变换关系 38
2.4坐标变换误差分析 38
2.4.1一阶泰勒展开的误差传递分析方法 38
2.4.2经纬高坐标到ECEF坐标变换误差传递 40
2.4.3 HRD极坐标与HRD直角坐标变换误差传递 41
2.4.4 HRD直角坐标与NED变换误差传递 42
2.4.5 NED与ECEF坐标变换误差传递 45
2.5运动平台航迹与姿态模型 49
2.5.1平台航迹模型 50
2.5.2平台姿态模型 56
2.5.3仿真分析 57
2.5.4实测数据验证 60
2.6小结 62
第3章 运动传感器目标跟踪算法 63
3.1引言 63
3.2单目标跟踪 63
3.2.1贝叶斯递归 63
3.2.2卡尔曼滤波 64
3.2.3扩展卡尔曼滤波 65
3.2.4不敏卡尔曼滤波 66
3.2.5高斯和滤波 68
3.2.6粒子滤波 69
3.3基于随机有限集的多目标跟踪 71
3.3.1随机有限集的背景知识 71
3.3.2多目标状态与多目标观测模型 73
3.3.3多目标贝叶斯递归 73
3.3.4基于概率假设密度滤波器的目标跟踪 74
3.3.5基于带势概率假设密度滤波器的目标跟踪 75
3.3.6基于广义标签化多伯努利滤波器的目标跟踪 78
3.4小结 80
第4章 多运动传感器最大似然配准 81
4.1引言 81
4.2 ECEF坐标系下有偏观测模型 81
4.3最大似然配准算法 83
4.3.1目标状态估计 84
4.3.2传感器偏差估计 84
4.3.3最大似然配性算法流程 85
4.4基于ECEF坐标系的多运动平台多传感器最大似然配准 87
4.4.1雅可比矩阵的推导 87
4.4.2无源传感器的斜距估计 89
4.5仿真分析 90
4.5.1有源传感器最大似然配准 90
4.5.2异质传感器最大似然配准 94
4.5.3无源传感器最大似然配准 97
4.6基于实际数据的最大似然配准验证 100
4.7小结 103
第5章 运动传感器无源定位及跟踪 104
5.1引言 104
5.2运动单站无源定位及跟踪 104
5.2.1 ECEF坐标系下运动单站单次无源定位 105
5.2.2单机多次无源定位跟踪算法 108
5.2.3仿真分析 112
5.3运动双站纯角度无源定位及跟踪 119
5.3.1双机纯角度无源定位及误差分析 120
5.3.2双机多次无源定位与跟踪 123
5.3.3仿真分析 124
5.4小结 129
第6章 运动多普勒雷达传感器目标跟踪 130
6.1引言 130
6.2 ECEF坐标系下带多普勒的序贯转换量测卡尔曼滤波 130
6.2.1基于ECEF坐标系的量测模型 130
6.2.2带多普勒量测的序贯转换量测卡尔曼滤波 132
6.2.3仿真分析 136
6.3杂波条件下基于GM-CPHD的多普勒雷达多目标跟踪 141
6.3.1多目标滤波问题的随机有限集描述 141
6.3.2带多普勒量测的序贯GM-CPHD算法 143
6.3.3仿真分析 146
6.4多普勒盲区下基于GM-PHD的多目标跟踪 149
6.4.1并入MDV的检测概率模型 149
6.4.2多普勒盲区下并入MDV和多普勒信息的GM-PHD滤波器 151
6.4.3仿真分析 157
6.5小结 164
第7章 多运动传感器融合跟踪 165
7.1引言 165
7.2杂波环境下异质异步传感器机动目标协同跟踪 165
7.2.1 ECEF坐标系下系统模型 166
7.2.2 ECEF坐标系下多传感器交互多模型概率数据关联滤波器 168
7.2.3雷达辐射控制 172
7.2.4仿真分析 173
7.3多传感器量测“乱序”时杂波条件下机动目标跟踪 178
7.3.1 OoSM问题 179
7.3.2带OoSM的交互多模型概率数据关联算法 179
7.3.3仿真分析 183
7.4带配准误差的多普勒雷达增广状态GM-PHD多目标跟踪 185
7.4.1问题描述 186
7.4.2带配准误差的增广状态GM-PHD滤波器 189
7.4.3仿真分析 195
7.5小结 200
第8章 多运动传感器目标跟踪系统 201
8.1引言 201
8.2系统功能与组成 201
8.2.1功能 201
8.2.2组成 203
8.3系统主要软件模块 203
8.3.1数据库 203
8.3.2平台动态组网软件 204
8.3.3传感器信息收集软件 206
8.3.4情报分发软件 206
8.3.5系统误差监测与配准软件 207
8.3.6传感器管理与控制软件 208
8.3.7信息融合处理软件 210
8.3.8综合态势形成与显示软件 211
8.4系统应用 212
8.4.1单平台单运动传感器目标跟踪系统 212
8.4.2单平台多运动传感器目标跟踪系统 212
8.4.3多平台多运动传感器目标跟踪系统 213
8.5小结 214
附录 215
A.直角坐标系之间坐标变换 215
B.极坐标对无源观测量的雅可比矩阵 218
C.双机纯角度定位误差分析时雅可比矩阵的推导 219
D.协方差矩阵的推导 226
E.缩略语表 227
F.符号规定 229
G.Kalman滤波Matlab程序 230
H.GM-PHD滤波Matlab程序 231
参考文献 237