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基于概率假设密度滤波和动力学方程约束的空间群目标数量和位置分辨

修建娟 董凯 徐从安

修建娟, 董凯, 徐从安. 基于概率假设密度滤波和动力学方程约束的空间群目标数量和位置分辨[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(3): 968-976. doi: 10.11999/JEIT211600
引用本文: 修建娟, 董凯, 徐从安. 基于概率假设密度滤波和动力学方程约束的空间群目标数量和位置分辨[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(3): 968-976. doi: 10.11999/JEIT211600
XIU Jianjuan, DONG Kai, XU Cong’an. Number and Position Estimation Algorithm of Space Group Targets Based on Probability Hypothesis Density Filter and Dynamic Model[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(3): 968-976. doi: 10.11999/JEIT211600
Citation: XIU Jianjuan, DONG Kai, XU Cong’an. Number and Position Estimation Algorithm of Space Group Targets Based on Probability Hypothesis Density Filter and Dynamic Model[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(3): 968-976. doi: 10.11999/JEIT211600

基于概率假设密度滤波和动力学方程约束的空间群目标数量和位置分辨

doi: 10.11999/JEIT211600
基金项目: 国家自然科学基金(62171453),中国博士后科学基金(2020M680631),山东省自然科学基金青年项目(ZR2021QF103)
详细信息
    作者简介:

    修建娟:女,教授,博士,研究方向为目标定位与跟踪

    董凯:男,副教授,博士,研究方向为信息融合

    徐从安:男,副教授,博士,研究方向为目标跟踪

    通讯作者:

    徐从安 xcatougao@163.com

  • 中图分类号: TN953

Number and Position Estimation Algorithm of Space Group Targets Based on Probability Hypothesis Density Filter and Dynamic Model

Funds: The National Natural Science Foundation of China(62171453), The Postdoctoral Science Foundation Project of China (2020M680631), The Natural Science Foundation Youth Project of Shandong Province (ZR2021QF103)
  • 摘要: 空间目标具有射程远、速度快等特点,为了有效解决密集性高、可分性差的高速空间目标群饱和攻击问题,实现非合作空间群目标数量和位置的尽早分辨,该文基于随机有限集(RFS)理论和动力学方程约束研究了空间“团状”目标数量和位置分辨问题,提出目标监测早期解决大量距离靠近、运动特征差异不明显的高速空间群目标数量和位置估计的相关算法,该算法利用概率假设密度(PHD)滤波器能够解决未知时变环境下目标个数与状态估计的特点,将高斯混合PHD (GM-PHD)滤波和空间目标动力学方程相结合,在解决不可分辨空间群目标数量和位置估计问题的同时,充分利用空间目标动力学方程对群内目标状态进行实时调整,提高空间目标位置状态估计精度,解决不可分辨空间目标群边跟踪边分辨问题,相关算法可为空间群目标数量和群内特殊价值个体目标位置尽快分辨、连续稳定跟踪和可靠动向预报等提供数据基础。
  • 图  1  空间目标3维运动图

    图  2  空间目标x-z轴位置估计图

    图  3  图2的局部放大图

    图  4  空间目标x-z轴位置估计图

    图  5  目标数量估计结果图

    图  6  空间目标1的径向距离均方根误差图

    图  7  空间目标x-z轴位置估计结果局部放大图

    图  8  目标数量估计结果图

    图  9  空间目标1的径向距离均方根误差图

    图  10  中心类群目标跟踪x-z轴结果图

    图  11  图10的局部放大结果图

    表  1  仿真参数设置

    参数名称参数值
    测量时间0~860 s
    关机点空间目标x轴速度3000 m/s
    关机点空间目标y轴速度3000 m/s
    关机点空间目标z轴速度3000 m/s
    关机点空间目标经度
    关机点空间目标纬度
    关机点空间目标高度80 km
    雷达站经度9.5°
    雷达站纬度1.5°
    雷达站大地高程0 m
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-30
  • 修回日期:  2022-08-29
  • 网络出版日期:  2022-09-03
  • 刊出日期:  2023-03-10

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