红外无源定位技术研究
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摘要
论文主要研究了红外阵列无源定位技术。首先介绍了组合定位系统的工作原理，并研究了具有抗反辐射导弹能力的多传感器系统结构，在此基础上主要进行了两方面的工作：
·分析了基于两站的三维定位算法，推导了定位误差公式，研究了各种因素对定位精度的影响，提出了基于三(多)站的三维定位算法：加权最小二乘法和极小化误差法，并分析了定位精度。
·对被动式多传感器多目标的数据关联进行了研究，提出了一种基于聚类的数据关联算法。
仿真结果表明，红外阵列无源定位具有较高的精度，基于聚类的数据关联算法具有良好的性能。
Passive location technique for infrared array is discussed in the paper. The principle of combinated location system is presented first. Then the frame of multi-sensors system that can resist anti-radiation missiles is investigated. On the basis of the above, the following works are focus on in this paper.
The algorithm based on two stations and accuracy of 3D passive location with
infrared array are analyzed with formulae. The effects of many factors on location
accuracy are compared. Two 3D location algorithms based multi-sensors are presented.
Data association used in passive multi-sensors multi-targets is investigated and
a data association algorithm based on cluster is presented.
Simulation results show that 3D passive location with infrared array possesses better location accuracy and indicate the upstanding performances of the data association algorithm based on cluster.
·分析了基于两站的三维定位算法，推导了定位误差公式，研究了各种因素对定位精度的影响，提出了基于三(多)站的三维定位算法：加权最小二乘法和极小化误差法，并分析了定位精度。
·对被动式多传感器多目标的数据关联进行了研究，提出了一种基于聚类的数据关联算法。
仿真结果表明，红外阵列无源定位具有较高的精度，基于聚类的数据关联算法具有良好的性能。
Passive location technique for infrared array is discussed in the paper. The principle of combinated location system is presented first. Then the frame of multi-sensors system that can resist anti-radiation missiles is investigated. On the basis of the above, the following works are focus on in this paper.
The algorithm based on two stations and accuracy of 3D passive location with
infrared array are analyzed with formulae. The effects of many factors on location
accuracy are compared. Two 3D location algorithms based multi-sensors are presented.
Data association used in passive multi-sensors multi-targets is investigated and
a data association algorithm based on cluster is presented.
Simulation results show that 3D passive location with infrared array possesses better location accuracy and indicate the upstanding performances of the data association algorithm based on cluster.
引文
【1】 杨宜禾等著，《红外系统》第二版，北京：国防工业出版社，1995年
【2】 孙仲康 周一宇 何黎星著，《单多基地有源无源定位技术》第一版，北京：国防工业出版社，1996年
【3】 桑炜森 顾耀平著，《综合电子战新技术新方法》第一版，北京：国防工业出版社，1996年
【4】 Walter Gander等著，刘来福等译，《用Maple和Matlab解决科学计算问题》第三版
【5】 沈清 汤霖著，《模式识别导论》第一版，长沙：国防科技大学出版社，1991年
【6】 康耀红著，《数据融合理论与应用》第一版，西安：西安电子科技大学出版社，1997年
【7】 王健 王建华 张冰，“基于遗传算法的机动多目标数据关联”，《计算机科学》，2001年，卷28(3)，119～121
【8】 谭显裕，“对红外成像探测和跟踪干扰机理的研究”，《光电子技术》，1999年6月，卷19(2)，138～144
【9】 刘传保，“时差定位精度分析”，《现代雷达》，1999年4月，卷21(2)，16～22
【10】 张正明 杨绍全 张守宏，“平面时差定位精度分析”，《西安电子科技大学学报(自然科学版)》，2000年2月，卷27(1)：13～16
【11】 邓新蒲 周一宇 万钧力，“测角目标定位的协方差矩阵旋转变换滤波算法”，《电子学报》，2000年12月，卷28(12)：122～124
【12】 邱玲 沈振康，“三维纯角度被动跟踪定位的最小二乘—卡尔曼滤波算法”，《红外与激光工程》，2001年4月，卷30(2)：83～86
【13】 叶斌，“多雷达数据处理研究”，西安电子科技大学硕士学位论文，1998年1月
【14】 胡进 夏士海，“一种对空红外无源探测警戒系统的工程设想”，《雷达与对抗》，1999年第一期
【15】 胡进，“对空红外无源探测警戒系统关键技术浅述”，《雷达与对抗》，1999年第二期
【16】 茅玉龙等，“无源雷达协同定位精度仿真研究”，《雷达与对抗》，2000年第四期
【17】 张冰 邱志强，“模糊神经网络在雷达网数据融合中的研究”，《电子科技大学学报》，2001年2月，卷30(1)：29～32
【18】 王明辉 游志胜 赵荣椿等，“一种快速的被动式传感器数据关联算法”，《电子学报》，2000年12月，卷28(12)：45～47，44
【19】 赵莉萍，“MEM模型在多传感器多目标无源定位与跟踪中的应用”，《华东理工大学学报》，2001年10月，卷27(5)：527～532
【20】 Ralph O. Schmidt, "A New Approach to Geometry of Range Difference Location", November 1972, IEEE Trans. On AES, Vol 8, No. 6: 821～835
【21】 R. Schmidt,"Least Squares Range Difference Location", January 1996, IEEE Trans. on AES, Vol 32, No.1: 234～241
【22】 Don J. Torrieri, "Statistical Theory of Passive Location Systems", March 1984, IEEE Trans. on AES, Vel 20, No. 2: 183～198
【23】 P. Blanc-Benon, J.M. Passerieux, "Fusion of Reduced-Rank TMA Estimates", July 2000, IEEE Trans. on AES, Vol 36, No. 3: 750～759
【24】 S. Deb, M. Yeddanapudi, K. Pattipati and Y. Bar-Shalom, "A Generalized S-D Assignment Algorithm for Multisensor-Multitarget State Estimation", 1997, IEEE Trans. on AES, Vol 33, No. 2: 523～536
【25】 K.R. Pattipati, S. Deb, Y. Bar-Shalom and R.B. Washburn, "A New Relaxation Algorithm and Passive Sensor Data Association", 1992, IEEE Trans. on AC, Vol 37, No. 2: 198～213
【26】 J-P. Le Cadre, C. Jauffret, "On the Convergence of Iterative Methods for Bearings-Only Tracking", July 1999, IEEE Trans. on AES, Vol 35, No. 3: 801～818
【27】 Sastry C.R, Kamen E.W, Simaan M, "An Efficient Algorithm for Tracking the Angles of Arrival of Moving Targets", 1991, IEEE Trans. on Signal Process, Vol 39: 242～246
【28】 Chen Y.H, Lian Y.T, "2-D Multitarget Angle Tracking Algorithm Using Sensor Array", 1995, IEEE Proc Radar, Sonar, Naving, Vol 142: 158～161
【29】 Shams S, "Neural Network Optimization for Multi-target Multi-sensor Passive Tracking", 1996, IEEE Proc, Vol 84, No. 10: 1442～1457
【2】 孙仲康 周一宇 何黎星著，《单多基地有源无源定位技术》第一版，北京：国防工业出版社，1996年
【3】 桑炜森 顾耀平著，《综合电子战新技术新方法》第一版，北京：国防工业出版社，1996年
【4】 Walter Gander等著，刘来福等译，《用Maple和Matlab解决科学计算问题》第三版
【5】 沈清 汤霖著，《模式识别导论》第一版，长沙：国防科技大学出版社，1991年
【6】 康耀红著，《数据融合理论与应用》第一版，西安：西安电子科技大学出版社，1997年
【7】 王健 王建华 张冰，“基于遗传算法的机动多目标数据关联”，《计算机科学》，2001年，卷28(3)，119～121
【8】 谭显裕，“对红外成像探测和跟踪干扰机理的研究”，《光电子技术》，1999年6月，卷19(2)，138～144
【9】 刘传保，“时差定位精度分析”，《现代雷达》，1999年4月，卷21(2)，16～22
【10】 张正明 杨绍全 张守宏，“平面时差定位精度分析”，《西安电子科技大学学报(自然科学版)》，2000年2月，卷27(1)：13～16
【11】 邓新蒲 周一宇 万钧力，“测角目标定位的协方差矩阵旋转变换滤波算法”，《电子学报》，2000年12月，卷28(12)：122～124
【12】 邱玲 沈振康，“三维纯角度被动跟踪定位的最小二乘—卡尔曼滤波算法”，《红外与激光工程》，2001年4月，卷30(2)：83～86
【13】 叶斌，“多雷达数据处理研究”，西安电子科技大学硕士学位论文，1998年1月
【14】 胡进 夏士海，“一种对空红外无源探测警戒系统的工程设想”，《雷达与对抗》，1999年第一期
【15】 胡进，“对空红外无源探测警戒系统关键技术浅述”，《雷达与对抗》，1999年第二期
【16】 茅玉龙等，“无源雷达协同定位精度仿真研究”，《雷达与对抗》，2000年第四期
【17】 张冰 邱志强，“模糊神经网络在雷达网数据融合中的研究”，《电子科技大学学报》，2001年2月，卷30(1)：29～32
【18】 王明辉 游志胜 赵荣椿等，“一种快速的被动式传感器数据关联算法”，《电子学报》，2000年12月，卷28(12)：45～47，44
【19】 赵莉萍，“MEM模型在多传感器多目标无源定位与跟踪中的应用”，《华东理工大学学报》，2001年10月，卷27(5)：527～532
【20】 Ralph O. Schmidt, "A New Approach to Geometry of Range Difference Location", November 1972, IEEE Trans. On AES, Vol 8, No. 6: 821～835
【21】 R. Schmidt,"Least Squares Range Difference Location", January 1996, IEEE Trans. on AES, Vol 32, No.1: 234～241
【22】 Don J. Torrieri, "Statistical Theory of Passive Location Systems", March 1984, IEEE Trans. on AES, Vel 20, No. 2: 183～198
【23】 P. Blanc-Benon, J.M. Passerieux, "Fusion of Reduced-Rank TMA Estimates", July 2000, IEEE Trans. on AES, Vol 36, No. 3: 750～759
【24】 S. Deb, M. Yeddanapudi, K. Pattipati and Y. Bar-Shalom, "A Generalized S-D Assignment Algorithm for Multisensor-Multitarget State Estimation", 1997, IEEE Trans. on AES, Vol 33, No. 2: 523～536
【25】 K.R. Pattipati, S. Deb, Y. Bar-Shalom and R.B. Washburn, "A New Relaxation Algorithm and Passive Sensor Data Association", 1992, IEEE Trans. on AC, Vol 37, No. 2: 198～213
【26】 J-P. Le Cadre, C. Jauffret, "On the Convergence of Iterative Methods for Bearings-Only Tracking", July 1999, IEEE Trans. on AES, Vol 35, No. 3: 801～818
【27】 Sastry C.R, Kamen E.W, Simaan M, "An Efficient Algorithm for Tracking the Angles of Arrival of Moving Targets", 1991, IEEE Trans. on Signal Process, Vol 39: 242～246
【28】 Chen Y.H, Lian Y.T, "2-D Multitarget Angle Tracking Algorithm Using Sensor Array", 1995, IEEE Proc Radar, Sonar, Naving, Vol 142: 158～161
【29】 Shams S, "Neural Network Optimization for Multi-target Multi-sensor Passive Tracking", 1996, IEEE Proc, Vol 84, No. 10: 1442～1457