目標(biāo)數(shù)據(jù)處理

循環(huán)冗余校驗碼的發(fā)送接受的過程

信息m(x)發(fā)送接收方發(fā)送方校驗正確N重發(fā)Ye1例：生成多項式是信息字段為1011001，求對應(yīng)的CRC編碼.1100111110110011111011001111001100110101011001000011001（余數(shù)）校驗字段形成碼字:1011001

10100101101e2循環(huán)冗余校驗碼的發(fā)送接受的過程

1011001發(fā)送接收方發(fā)送方校驗正確Y101100100001010101100110101011001101010110011010e3循環(huán)冗余校驗碼的發(fā)送接受的過程

1011001發(fā)送接收方發(fā)送方校驗正確N重發(fā)Y101100100001010101100110101011011101010110011010e4第六章目標(biāo)數(shù)據(jù)處理目標(biāo)坐標(biāo)探測原理航跡的平滑和外推α—β濾波的原理最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介5第一節(jié)目標(biāo)坐標(biāo)探測原理

目標(biāo)距離測量目標(biāo)方位測量e6第一節(jié)目標(biāo)坐標(biāo)探測原理

一、距離測量t2t1RＲ——雷達(dá)裝置到目標(biāo)的距離。t1

——從發(fā)射電磁波到電磁波達(dá)到目標(biāo)所需的時間。t2——目標(biāo)反射電磁波到到達(dá)雷達(dá)接收機的時間。e7第一節(jié)目標(biāo)坐標(biāo)探測原理

一、距離測量t1t2RC——電磁波的傳播速度=3.333微秒=3.333微秒=1公里（t1+t2）C=2RR=Ct/2e8二、角度測量N目標(biāo)角度位置當(dāng)接收到的信號最大時天線所指的方向就是目標(biāo)方向。通常從真北方向起或相對于裝備該雷達(dá)的艦船或飛機的航向測量該角度。e第一節(jié)目標(biāo)坐標(biāo)探測原理

9第二節(jié)航跡的平滑和外推相關(guān)概念航跡的平滑與外推航跡的平滑和外推的過程線性外推e10一、航跡處理的相關(guān)概念

點跡：目標(biāo)各個時刻的坐標(biāo)。航跡：目標(biāo)運動的軌跡。軌跡由目標(biāo)運動的點跡組成。第二節(jié)航跡的平滑和外推e波門：波門是一個人為劃定的區(qū)域，該區(qū)域的中心是“預(yù)測的下一搜索周期目標(biāo)最大可能出現(xiàn)的位置”.11第二節(jié)航跡的平滑和外推

Z123-2-3-1A0OX123-1-3-2A1A2A3A4二、航跡的平滑與外推e122.外推的坐標(biāo)存在一定的誤差，檢測的坐標(biāo)也有誤差，利用這兩者經(jīng)過平滑以后的數(shù)據(jù)，能更好地表示目標(biāo)的真實位置。1.外推是根據(jù)已有的航跡數(shù)據(jù)，預(yù)測下一周期目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置，并以此坐標(biāo)為準(zhǔn)計算產(chǎn)生相關(guān)波門。3.平滑的目的是為了得出目標(biāo)當(dāng)前坐標(biāo)比較正確的數(shù)據(jù)，它是在上一周期外推所得本周期的目標(biāo)可能坐標(biāo)和在本周期檢測到的目標(biāo)坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，按一定的準(zhǔn)則計算的數(shù)據(jù)。第二節(jié)航跡的平滑和外推

13A0A′1A"1A1A′2A"2A2A"3A′3A3A′41.按一定的準(zhǔn)則外推下一周期目標(biāo)的坐標(biāo)；2.按一定的準(zhǔn)則確定檢測目標(biāo)的波門；3.檢測目標(biāo)坐標(biāo)；4.濾波目標(biāo)坐標(biāo)；5.按一定的準(zhǔn)則外推下一周期目標(biāo)的坐標(biāo)；三、航跡的平滑和外推的過程e第二節(jié)航跡的平滑和外推

14第二節(jié)航跡的平滑和外推

四、線性外推線性外推法即用檢測到的兩個最新點跡（坐標(biāo)），來求預(yù)測點作為外推波門的中心。Ai-1是上一周期檢測到的目標(biāo)點跡；Ai是本周期檢測到的目標(biāo)點跡；利用雷達(dá)搜索周期基本不變的特點，預(yù)測目標(biāo)在下一周期最大可能出現(xiàn)的位置Ai+1。圖形e15基本公式用直角坐標(biāo)系時為：Ｘi+1＝Ｘｉ—Ｘｉ-1Yi+1＝Ｙｉ一Yi-1Ｔ＝Ｔｉ—Ｔi-1式中：Ｘi+1、Ｙi+1為預(yù)測值；Ｔ是雷達(dá)的搜索周期，是下周期可能出現(xiàn)目標(biāo)的時間。第二節(jié)航跡的平滑和外推

四、線性外推eXYXi－1XiXi+1yi－1yiyi+1Ai－1AiAi+1O16例1.設(shè)雷達(dá)在第i個雷達(dá)搜索周期測得的目標(biāo)坐標(biāo)為（2.1,5.8），第i+1個雷達(dá)搜索周期測得的目標(biāo)坐標(biāo)為（2.9,5.1），那么下一個雷達(dá)搜索周期目標(biāo)檢測波門的中心坐標(biāo)為Ｘi+2＝Ｘｉ＋1—Ｘｉ＝0.8Yi+2＝Ｙｉ＋1一Yi＝－0.7第二節(jié)航跡的平滑和外推

四、線性外推XYXiXi＋1Xi+2yiyi＋1yi+2AiAi＋1Ai+2O17小結(jié)要求1.了解目標(biāo)坐標(biāo)探測原理

2.掌握航跡處理的相關(guān)概念3.掌握航跡的平滑和外推的過程4.掌握航跡外推的依據(jù)5.掌握航跡平滑的目的6.理解線性外推的依賴思考題線性外推的缺點。18第三節(jié)α-β濾波的原理

α-β濾波的過程濾波

外推外推e19第三節(jié)α-β濾波的原理

1.目標(biāo)距離；2.目標(biāo)方位；4.目標(biāo)航向。3.目標(biāo)航速；一.火控計算需要的目標(biāo)數(shù)據(jù)

e20第三節(jié)α-β濾波的原理

1.利用檢測的目標(biāo)點跡建立目標(biāo)的初始航跡；2.利用前k個周期檢測的目標(biāo)坐標(biāo)和外推的目標(biāo)第k周期的坐標(biāo)，濾波（平滑）得到目標(biāo)第k周期的坐標(biāo)；4.調(diào)整目標(biāo)數(shù)據(jù)的衰減（濾波）系數(shù)。3.外推的目標(biāo)第k+1周期的坐標(biāo)。e二.α－β濾波原理

21第三節(jié)α-β濾波的原理

根據(jù)預(yù)測的目標(biāo)檢測波門，在波門內(nèi)檢測有無目標(biāo)的回波，如果有目標(biāo)回波，該回波的位置就是檢測的目標(biāo)第k個周期的坐標(biāo)。1.檢測目標(biāo)的坐標(biāo)

e三.α－β濾波的過程

如果采用直角坐標(biāo)系，用（XOK,YOK）表示檢測的目標(biāo)第k個周期目標(biāo)坐標(biāo)。

O表示觀測，是英語Observe的首字母。22第三節(jié)α-β濾波的原理

——目標(biāo)第k個周期的坐標(biāo)估計；——第k個周期檢測的目標(biāo)坐標(biāo)；α——目標(biāo)坐標(biāo)的衰減系數(shù)；——外推的目標(biāo)第k+1周期的坐標(biāo)；predict2.濾波

e三.α－β濾波的過程

23α＝0時目標(biāo)第k個周期的坐標(biāo)估計等于外推的目標(biāo)第k周期的坐標(biāo)。α＝1時目標(biāo)第k個周期的坐標(biāo)估計等于檢測的目標(biāo)第k周期的坐標(biāo)。e第三節(jié)α-β濾波的原理

24——第k-1個周期目標(biāo)的速度估計在X軸上的分量；——第k個周期目標(biāo)的速度估計在X軸上的分量；——目標(biāo)速度的衰減系數(shù)；T——雷達(dá)搜索周期。e第三節(jié)α-β濾波的原理

25第k個周期目標(biāo)的速度估計等于第k-1個周期目標(biāo)的速度估計。第k個周期目標(biāo)的速度估計等于第k-1個周期目標(biāo)的速度估計加上修正量。)XX(TVPKokxk-β=e第三節(jié)α-β濾波的原理

26——外推的目標(biāo)第k+1周期的坐標(biāo)；3.外推目標(biāo)坐標(biāo)設(shè)定檢測波門e第三節(jié)α-β濾波的原理

4.檢測目標(biāo)的坐標(biāo)

檢測外推濾波27四、α、β的計算公式式中k為掃描周期的序數(shù)，從１開始計數(shù)。e第三節(jié)α-β濾波的原理

28kαβkαβ11

50.60.221160.520.14230.8330.570.460.10740.70.380.4160.08α、β的取值隨ｋ的變化如下表e第三節(jié)α-β濾波的原理

α、β的取值隨ｋ的增加而逐漸減小。29pkokpkskXXXX-a+=a隨著跟蹤時間的延長，目標(biāo)的數(shù)據(jù)越來越依賴于外推值。e30第四節(jié)最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介一、目標(biāo)的運動勻速運動：x(t)=a0＋a1t

加速運動：x(t)=a0+a1t+a2t2

任何目標(biāo)的坐標(biāo)都可以用一個多項式來表示ｘ（t）＝ａ0＋ａ1ｔ＋ａ2ｔ2＋…＋aｍｔm上式稱為目標(biāo)運動數(shù)學(xué)模型，即為目標(biāo)運動的多項式模型。e31二、最小二乘濾波器最小二乘濾波方法是一種使誤差平方和的數(shù)學(xué)期望最小的一種濾波器。A0A'1A"1A1A'2A"2A2A"3A'3A3A'4第四節(jié)最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介e32二、卡爾曼濾波1.狀態(tài)：目標(biāo)狀態(tài)的集合。目標(biāo)的位置、速度、加速度等。2.目標(biāo)狀態(tài)估計濾波：使用tk

及tk

前所有的測量值對tk時刻的狀態(tài)矢量進(jìn)行估計。預(yù)測：對以后的時刻ti（ti>tk）的狀態(tài)矢量進(jìn)行估計，而最后一組測量值是在tk

時刻得到的。平滑：分別使用從第一個時刻到最后一個時刻的所有測量值對tk+1時刻的狀態(tài)矢量進(jìn)行估計。第四節(jié)最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介33第四節(jié)最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介3.卡爾曼濾波器是一種最優(yōu)估計器，因此它對狀態(tài)矢量（即未知參數(shù)）的估計是無偏的，并且方差最小。

4.卡爾曼濾波器要求很高，狀態(tài)維數(shù)多，系統(tǒng)及測量模型復(fù)雜。從理論上講，卡爾曼濾波是一種最優(yōu)濾波，但是它的要求很高，很難達(dá)到。通常用簡化的卡爾曼濾波器代替卡爾曼濾波器。e34第四節(jié)最小二乘濾波和卡爾曼濾波簡介三、自適應(yīng)濾波器對于最優(yōu)的卡爾曼濾波來說，只能適應(yīng)某一種目標(biāo)運動情況，當(dāng)目標(biāo)機動或運動作較大改變時，就會出現(xiàn)濾波輸出與實際不符的情況。e35小結(jié).盡量消除傳感器對目標(biāo)的量測誤差；.求取目標(biāo)的運動參數(shù)；.提高