4.2 快速目标 14

4.3 飞行器恒速情况 16

4.4 扰动与系统增益 17

结 论 19

致 谢 20

参 考 文 献 21

1 引言

船舶在海上航行时，需要探测周围区域的其他船舶的目标，以防止航行时与其他船舶发 生碰撞。更重要的是，船舶在执行一些侦查任务或者进行海上作战等情况下，需要探测发现 周围目标甚至是定位跟踪目标。

船舶传统的定位方式是有源定位。例如，在过去船舶普遍是利用现代雷达等大功率的电 磁辐射源来作为探测主体，主动地向周围发射探测信号，根据回收到的反射信号来获得目标 的位置信息。但是这种有源定位容易被船舶隐身、电磁干扰等技术所克服，使得其定位的准 确度下降，而且还有可能被伪造的假目标所蒙蔽。并且，当船舶在进行有源定位的同时，容 易将自身的位置信息所暴露。因此，我们就需要一种能抗干扰并且不容易被侦查的定位方式。 既然有源定位容易暴露位置，无源定位作为解决以上困难的一个手段被提出。我们所说 的无源定位，就是不发射探测信号源，而只是接收目标的发射源信号，来定位目标。因为无 源定位是被动接收位置信息，所以很难被对方所干扰。并且那些有源定位的设备，其需要发 射信号并接收返回信号，而无源定位只需接收单程的信号，它的探测距离显然要比有源定位远。

当我们通过无源定位确定目标的大致位置时，我们需要对目标进行进一步的位置确定并 实现侦察任务。纯方位定位以及环形算法就是典型的定位及跟踪方法，它可以通过目标的方 位角等信息，让一个或多个飞行器（例如小型侦察机）在规定的距离周围围绕目标盘旋来实 现对目标的定位与监视。

1.1 纯方位定位

纯方位定位属于无源定位，它能接收到其他目标的源发射信号，根据测量到的距离、方 位角和方位角变化率等信息，通过选用的算法来定位目标。Nardone 和 Aidala 等人是最早开 始研究纯方位定位的可观测性，研究小组在 2D 平面的基础上提出了在帧连续的情况下，飞 行速度的变化是单个侦查飞行器的纯方位定位观测性的首要约束。并且，他们给出结论，规 定观测飞行器在定位跟踪目标的过程中，一般需要连续改变方位角进行分段匀速航行，才能 满足系统可观测的条件[1]。Cadre 等人继续具体地讨论了系统的可观测性，他们主要是着手于 纯方位目标定位系统可观测性的强弱程度进行验证，由此列举出一些离散的线性系统，根据 伪测量滤波器分析系统的可观测性[2,3]。在针对飞行器跟踪目标的最优轨迹方面的分析,邓新 蒲等人在 2001 年 3 月使用估计边优化观测的方式，将待跟踪目标的坐标误差作为所要优化的 主体来详细研究 2D 平面上纯方位定位的克服估计优化。这种方法实现了单体的观测飞行器在自适应的无源定位时，如何增强定位准确度的问题[4]。由于纯方位定位在它定位的这段时间 里，目标的信号源的位置可能会在不断运动，因此，Tremois 等人根据马尔可夫链创建了跟踪 飞行器和待观测目标的系统跟踪模型，并且利用了一些可观测马尔可夫决策过程和动态规划， 最终的到跟踪飞行器的最优跟踪轨迹[5]。 船舶纯方位目标定位环行算法设计(2):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_205272.html