摘要： 水下高速运动目标运动分析有其特殊性，其一即为本舰不允许进行机动，故单阵纯方位目标运动分析不适于分析水下高速运动目标，本文基于双阵方位测量值分析其运动状态。纯方位目标运动分析是典型的非线性估计问题，文中利用扩展卡尔曼滤波算法进行双阵纯方位目标运动分析，从而解算出目标运动要素，同时还对该方法和交叉定位法性能进行了比较。
关键词：目标运动分析；纯方位；扩展卡尔曼滤波；
0引 言[ ]
目标运动分析(Target Motion Analysis，TMA)的基本问题即是利用带噪的阵元域数据估计出目标的运动要素[1]。在现代战争实际环境中，测得的目标特征数据通常极其有限，而目标的方位几乎成了唯一可靠的参数，因此纯方位目标运动分析 (Bearings-Only target motion analysis，BO-TMA)具有十分重要的意义。由于测量方程的非线性，BO-TMA [2-5]一直是TMA研究领域中的难点，纯方位TMA本质上是非线性估计问题, 对它的研究，主要分为两类：可观测性研究以及如何实现。
水下高速运动目标的运动要素估计有其特殊性，其一是本舰不允许机动，其二是TMA算法的快速收敛性，因此单阵纯方位TMA方法并不适用，文中采用双阵方位测量值进行TMA。
本文主要研究了基于双阵纯方位的目标运动分析问题。通过仿真验证了该方法的有效性。
1双阵纯方位TMA原理
考虑如下图所示的基阵与目标间的几何关系，假定二维平面情形，两基阵均随本舰匀速直线运动，阵间距离D可预先测量并能实时修正，目标于平面内匀速直线运动。
2仿真计算
基于上述方法进行仿真计算。仿真条件：双阵间距D分别为600m和1200m，D的测量误差服从正态分布，方差为25m；双阵方位测量误差均为高斯随机变量，标准差相同，方位测量间隔T为1秒；目标与基阵间几何态势如图1所示，本舰绝对航速6m/s，航向正东，基阵1的初始位置为（-D，0），目标初始位置为（-6000m，6000m），目标绝对航速20m/s，绝对航向120°。
图2给出了不同D情形下基于文中所述TMA法的仿真结果。其中，方位测量误差标准差取0.5°，均值取0。由图可知，D越大，收敛速度越快，估计性能愈好。
3结论
本文将EKF算法应用到双阵TMA中，详细研究了该算法性能。仿真数据处理结果验证了算法的有效性，且双阵间距越大，算法性能越好。
参考文献
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论文作者:郑宇坤
论文发表刊物:《科技中国》2017年8期
论文发表时间:2017/12/13
标签：目标论文; 方位论文; 测量论文; 算法论文; 间距论文; 水下论文; 误差论文; 《科技中国》2017年8期论文;