不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀參數(shù)設(shè)計(jì)與估計(jì)方法研究.pdf

1、目標(biāo)坐標(biāo)測定儀作為一種近程防空光電目標(biāo)跟蹤設(shè)備，在目前各類近程防空跟蹤系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場環(huán)境下，目標(biāo)坐標(biāo)測定儀在探測、跟蹤目標(biāo)時(shí)，常常受到自身探測能力、外部工作環(huán)境、氣象條件以及跟蹤目標(biāo)的突然機(jī)動等實(shí)際因素的制約，存在不完全量測現(xiàn)象;在量測數(shù)據(jù)傳輸過程中，會出現(xiàn)較短時(shí)間的隨機(jī)時(shí)延現(xiàn)象，如一步隨機(jī)時(shí)延現(xiàn)象;當(dāng)目標(biāo)坐標(biāo)測定儀經(jīng)過一段時(shí)間使用后，受維護(hù)條件的約束，可能存在光軸因松動偏離，軸角編碼器的軸連接部位松動等因素，還會出現(xiàn)

2、隨機(jī)有偏量測現(xiàn)象，盡管這類現(xiàn)象并不會立即造成目標(biāo)坐標(biāo)測定儀觀測性能的顯著失效，但是隨著隨機(jī)有偏現(xiàn)象發(fā)生概率的增加，它會使目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的性能下降。本文針對上述可能出現(xiàn)的不利因素，基于目標(biāo)坐標(biāo)測定儀跟蹤精度的評價(jià)需求，給出了不完全量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的性能評價(jià)準(zhǔn)則;基于目標(biāo)坐標(biāo)測定儀工程設(shè)計(jì)需求，給出了不完全量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀采樣頻率、容許量測精度的設(shè)計(jì)、計(jì)算方法;基于目標(biāo)坐標(biāo)測定儀維護(hù)保養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，給出了容許有偏概率設(shè)計(jì)方法;最后，

3、基于目標(biāo)坐標(biāo)測定儀使用的現(xiàn)實(shí)需求，提出了不完全隨機(jī)有偏量測下及存在一步隨機(jī)延遲情形下兩類估計(jì)算法:統(tǒng)計(jì)意義下的估計(jì)算法與自適應(yīng)估計(jì)算法。本文取得的成果具體如下:
　　(1)給出了不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀跟蹤性能的評價(jià)準(zhǔn)則——Cramér-Rao下界(CRLB)。推導(dǎo)了不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的評價(jià)準(zhǔn)則的一般表達(dá)式，得到了不完全隨機(jī)有偏量測下線性離散時(shí)間系統(tǒng)的估計(jì)評價(jià)準(zhǔn)則，并給出了兩種計(jì)算量較小的CRLB計(jì)算方法

4、，分別討論了兩種CRLB計(jì)算方法的相關(guān)性質(zhì)，為目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　(2)提出了一種不完全量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的采樣頻率設(shè)計(jì)方法。在分析了不完全量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的估計(jì)誤差方差的穩(wěn)態(tài)特性基礎(chǔ)上，給出了不完全量測下誤差協(xié)方差的一些性質(zhì);隨后，提出了一種容許采樣頻率設(shè)計(jì)方法，為目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的采樣頻率設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　(3)提出了一種不完全量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀容許量測精度設(shè)計(jì)方法。首先研究了統(tǒng)計(jì)

5、意義下存在不完全量測現(xiàn)象時(shí)的估計(jì)誤差協(xié)方差的性質(zhì);隨后，分析了穩(wěn)態(tài)濾波誤差方差與量測噪聲之間的關(guān)系;最后，給出了一種不完全量測條件下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的容許量測精度設(shè)計(jì)方法，在滿足期望跟蹤精度的條件下，使目標(biāo)坐標(biāo)測定儀能容許盡可能大強(qiáng)度的量測噪聲，從而降低對目標(biāo)坐標(biāo)測定儀精度選擇的要求。
　　(4)提出了一種不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀容許有偏概率設(shè)計(jì)方法。首先，推導(dǎo)了不完全隨機(jī)有偏量測下估計(jì)誤差方差的表達(dá)式，給出了誤差系統(tǒng)穩(wěn)定

6、的條件和相關(guān)性質(zhì);隨后，討論了有偏量測發(fā)生概率對目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的估計(jì)性能的影響;最后，在滿足跟蹤精度的要求下，提出了一種容許有偏概率的求取方法。所提設(shè)計(jì)方法可為定量評估目標(biāo)坐標(biāo)測定儀性能提供理論依據(jù)。
　　(5)提出了不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的估計(jì)算法及存在一步時(shí)延情形的不完全隨機(jī)有偏量測下目標(biāo)坐標(biāo)測定儀的估計(jì)算法。首先給出了不完全隨機(jī)有偏量測下系統(tǒng)模型，提出了不完全隨機(jī)有偏量測下統(tǒng)計(jì)意義下的估計(jì)方法與不完全隨機(jī)有偏量測