纯方位目标跟踪中相对距离的估计方法

摘要

纯方位目标跟踪是仅根据目标相对观测站的视线高低角和视线方位角计算出目标的距离及速度。为应对纯方位目标跟踪过程中相对距离的可观测度不足的问题，针对3种具体情况分别提出了相应的改进方法。(1)若目标静止且相对距离初值已知，可根据观测站速度实时计算出相对距离；(2)若目标匀速运动或相对距离初值误差较大，观测站可通过特殊机动的方式增强相对距离的可观测度；(3)若观测站和目标之间的相对高度已知，此时相对距离的可观测度充足，即使针对具有机动能力的目标也可以准确地估计出相对距离。分别针对静止目标、匀速运动目标以及具有机动特性的目标进行了仿真，结果表明：第一种方法相对距离误差的大小取决于初值误差的大小；第二种方法的误差受到观测站机动方式及机动加速度大小的影响，在该文设计的观测站机动方式以及仿真工况中，第二种方法的相对距离误差均值为5.26 m;在针对第三种方法的仿真中增加了目标的机动过程和量测噪声，根据蒙特卡洛仿真结果统计出的相对距离和相对距离变化率均方根误差分别为0.81 m和0.95 m/s。

关键词

纯方位目标跟踪 / 可观测度 / 机动目标 / 卡尔曼滤波 / 蒙特卡洛仿真