雷达数据处理及应用

第1章 概述1.1 雷达数据处理的目的和意义1.2 雷达数据处理中的基本概念1.3 雷达数据处理器的设计要求和主要技术指标1.4 雷达数据处理技术研究的历史与现状1.5 本书的研究范围和概貌第2章 参数估计2.1 引言2.2 参数估计的概念2.3 四种基本参数估计方法2.4 估计性质2.5 静态向量情况下的参数估计2.6 小结第3章 线性滤波方法3.1 引言3.2 卡尔曼滤波器3.2.1 系统模型3.2.2 滤波模型3.2.3 卡尔曼滤波器的初始化3.2.4 卡尔曼滤波算法应用举例3.2.5 卡尔曼滤波器应用中应注意的一些问题3.3 稳态卡尔曼滤波器3.3.1 滤波器稳定的数学定义和判断方法3.3.2 随机线性系统的可控制性和可观测性3.3.3 稳态卡尔曼滤波3.4 常增益滤波器3.4.1 - 滤波器3.4.2 自适应- 滤波器3.4.3 - 滤波算法应用举例3.4.4 -- 滤波器3.4.5 自适应-- 滤波器3.4.6 常增益滤波器与卡尔曼滤波等线性滤波器的性能比较3.5 状态估计的一致性检验3.5.1 状态估计误差的一致性检验3.5.2 新息的一致性检验3.5.3 新息的白度检验3.5.4 滤波器一致性检验的应用举例3.6 小结第4章 非线性滤波方法4.1 引言4.2 扩展卡尔曼滤波器4.2.1 滤波模型4.2.2 线性化EKF滤波的误差补偿4.2.3 扩展卡尔曼滤波器应用举例4.2.4 扩展卡尔曼滤波器应用中应注意的一些问题4.3 不敏卡尔曼滤波器4.3.1 不敏变换4.3.2 滤波模型4.3.3 仿真分析4.4 粒子滤波器4.4.1 滤波模型4.4.2 EKF、UKF、PF三种非线性滤波算法应用举例4.5 小结第5章 量测数据预处理技术5.1 引言5.2 时间配准5.3 空间配准5.3.1 坐标系5.3.2 坐标变换5.3.3 几种常用坐标系的变换关系5.3.4 几种常用坐标系中的跟踪问题5.3.5 跟踪坐标系与滤波状态变量选择5.4 野值剔除技术5.4.1 野值的定义、成因及分类5.4.2 野值的判别方法5.5 雷达误差标校技术5.6 数据压缩技术5.6.1 单雷达的数据压缩5.6.2 多雷达系统中的数据压缩5.7 小结第6章 多目标跟踪中的航迹起始6.1 引言6.2 航迹起始波门的形状和尺寸6.2.1 环形波门6.2.2 椭圆（球）波门6.2.3 矩形波门6.2.4 扇形波门6.3 航迹起始算法6.3.1 直观法6.3.2 逻辑法6.3.3 修正的逻辑法6.3.4 Hough变换法6.3.5 修正的Hough变换法6.3.6 基于Hough变换和逻辑的航迹起始算法6.3.7 基于聚类和Hough变换的编队目标航迹起始算法6.3.8 被动雷达航迹起始算法6.4 航迹起始算法的比较与分析6.5 航迹起始中的有关问题讨论6.6 小结第7章 极大似然类多目标数据互联方法7.1 引言7.2 航迹分叉法7.2.1 似然函数的计算7.2.2 门限设置7.2.3 改进的似然函数7.2.4 航迹分叉法的特点7.3 联合极大似然算法7.3.1 可行划分的建立7.3.2 递推的联合极大似然算法7.3.3 联合极大似然算法应用举例7.4 0-1整数规划法7.4.1 对数似然比的计算7.4.2 0-1线性整数规划7.4.3 递推的0-1整数规划法7.4.4 0-1整数规划法的用途7.5 广义相关法7.5.1 得分函数的建立7.5.2 广义相关法的应用7.6 几种极大似然类算法性能分析7.7 小结第8章 贝叶斯类多目标数据互联方法8.1 引言8.2 最近邻域法8.2.1 最近邻域标准滤波器8.2.2 概率最近邻域法8.3 概率数据互联算法（PDA）8.3.1 状态更新与协方差更新8.3.2 互联概率计算8.3.3 修正的PDAF算法8.3.4 性能分析8.4 综合概率数据互联算法（IPDA）8.4.1 航迹存在性判断8.4.2 数据互联8.5 联合概率数据互联算法（JPDA）8.5.1 JPDA算法的基本模型8.5.2 联合事件概率的计算8.5.3 状态估计协方差的计算8.5.4 简化的JPDA算法模型8.5.5 性能分析8.6 最优贝叶斯算法8.6.1 最优贝叶斯算法模型8.6.2 算法的次优实现8.7 多假设跟踪算法8.7.1 假设的产生8.7.2 概率计算8.7.3 假设的简化技巧8.8 性能分析8.9 小结第9章 机动目标跟踪9.1 引言9.2 具有机动检测的跟踪算法9.2.1 可调白噪声模型9.2.2 变维滤波算法9.2.3 输入估计算法9.3 自适应跟踪算法9.3.1 修正的输入估计算法9.3.2 Singer模型跟踪算法9.3.3 当前统计模型算法9.3.4 Jerk模型跟踪算法9.3.5 多模型算法9.3.6 交互式多模型算法9.4 机动目标跟踪算法性能比较9.4.1 仿真环境与参数设置9.4.2 仿真结果与分析9.5 小结第10章 群目标跟踪10.1 引言10.2 群航迹起始的基本方法10.2.1 群的定义10.2.2 群的分割10.2.3 群的互联10.2.4 群速度的估计10.3 群目标灰色精细航迹起始算法10.3.1 群的预分割和预互联10.3.2 基于量测相对位置矢量的群内目标灰色精细互联10.3.3 群内航迹的确认10.3.4 群目标状态矩阵的建立10.3.5 算法仿真验证与分析10.3.6 讨论10.4 中心群目标跟踪算法10.4.1 群航迹起始、确认和撤销10.4.2 航迹更新10.4.3 其他问题的实现10.5 编队群目标跟踪算法10.5.1 编队群目标跟踪算法概述10.5.2 编队群目标跟踪算法的逻辑描述10.6 群目标跟踪算法性能分析10.6.1 仿真环境10.6.2 仿真结果10.6.3 仿真分析10.7 小结附录10A第11章 多目标跟踪终结理论与航迹管理11.1 引言11.2 多目标跟踪终结理论11.2.1 序列概率比检验（SPRT）算法11.2.2 跟踪门方法11.2.3 代价函数法11.2.4 Bayes算法11.2.5 全邻Bayes算法11.2.6 算法性能分析11.3 航迹管理11.3.1 航迹号管理11.3.2 航迹质量管理11.3.3 信息融合系统中的航迹文件管理11.4 小结第12章 无源雷达数据处理12.1 引言12.2 有源雷达的局限性及无源雷达的优点12.3 无源雷达空间数据互联12.3.1 相位变化率法12.3.2 多普勒变化率和方位联合定位12.3.3 多普勒变化率和方位、俯仰联合定位12.3.4 多模型法12.3.5 基于修正极坐标的被动跟踪12.3.6 无源定位方法性能比较12.4 机载ESM定位12.5 测向无源定位最优布站12.5.1 定位模糊椭圆面积12.5.2 利用拉格朗日乘子法求解条件极值12.5.3 定位模糊椭圆面积最小准则下最优布站12.6 测时差无源定位12.6.1 定位模型12.6.2 二维情况12.6.3 三维情况12.7 无源雷达属性数据关联12.8 小结第13章 脉冲多普勒雷达数据处理13.1 引言13.2 PD雷达系统概述13.2.1 PD雷达的特点13.2.2 PD雷达跟踪系统13.3 PD雷达跟踪的典型算法13.3.1 最佳距离—速度互耦跟踪13.3.2 多目标跟踪13.3.3 带Doppler量测的目标跟踪13.4 PD雷达跟踪算法性能分析13.4.1 仿真环境与参数设置13.4.2 仿真结果与分析13.5 小结第14章 相控阵雷达数据处理14.1 引言14.2 相控阵雷达系统概述14.2.1 相控阵雷达的发展14.2.2 相控阵技术在现代雷达中的应用14.2.3 相控阵雷达的特点14.2.4 相控阵雷达的主要指标14.3 相控阵雷达系统结构及工作过程14.3.1 相控阵雷达系统结构14.3.2 相控阵雷达工作流程14.4 相控阵雷达数据处理14.4.1 杂波中单目标跟踪算法14.4.2 杂波中多目标跟踪算法14.4.3 自适应采样周期算法14.4.4 实时任务调度策略14.5 自适应采样周期算法性能分析14.5.1 仿真环境与参数设置14.5.2 仿真结果与分析14.5.3 比较与讨论14.6 小结第15章 雷达网误差配准算法15.1 引言15.2 系统误差的构成及影响15.2.1 系统误差的构成15.2.2 系统误差的影响15.3 固定雷达误差配准算法15.3.1 目标位置已知的误差配准15.3.2 实时质量控制（RTQC）算法15.3.3 最小二乘（LS）算法15.3.4 广义最小二乘（GLS）算法15.3.5 基于ECEF坐标系的广义最小二乘（ECEF-GLS）算法15.3.6 仿真分析15.4 机动雷达误差配准算法15.4.1 机动雷达系统建模方法15.4.2 目标位置已知的机动雷达配准算法15.4.3 机动雷达最大似然配准（MLRM）算法15.4.4 联合扩维误差配准（ASR）算法15.4.5 仿真分析15.5 小结第16章 雷达组网数据处理16.1 引言16.2 雷达网的设计与分析16.2.1 雷达网性能评价指标16.2.2 雷达网优化布站16.2.3 从抗干扰原则出发进行雷达布站仿真16.2.4 雷达组网应用举例16.3 单基地雷达组网数据处理16.3.1 单基地雷达组网数据处理流程16.3.2 单基地雷达组网的状态估计16.4 双基地雷达组网数据处理16.4.1 双基地雷达系统的基本定位关系16.4.2 双基地雷达组合估计16.4.3 双基地雷达组合估计可行性分析16.5 多基地雷达组网数据处理16.5.1 多基地雷达系统的跟踪原理16.5.2 多基地雷达组网系统的观测方程16.5.3 多基地跟踪系统数据处理的一般过程16.6 航迹关联16.7 小结第17章 雷达数据处理性能评估17.1 引言17.2 有关名词术语17.3 数据关联性能评估17.3.1 平均航迹起始时间17.3.2 航迹累积中断次数17.3.3 航迹模糊度17.3.4 航迹累积交换次数17.4 跟踪滤波性能评估17.4.1 航迹精度17.4.2 跟踪机动目标能力17.4.3 虚假航迹比例17.4.4 发散度17.4.5 有效度17.5 雷达网数据融合性能评估17.5.1 雷达覆盖范围重叠度17.5.2 航迹容量17.5.3 雷达网发现概率17.5.4 响应时间17.6 雷达数据处理算法的评估方法17.6.1 Monte Carlo方法17.6.2 解析法17.6.3 半实物仿真方法17.6.4 试验验证法17.7 小结第18章 雷达数据处理仿真技术18.1 引言18.2 系统仿真技术基础18.2.1 系统仿真技术的基本概念18.2.2 随机噪声的数字仿真18.3 雷达数据处理算法仿真18.3.1 目标运动模型的仿真18.3.2 观测过程的仿真18.3.3 跟踪滤波及航迹管理18.4 算法仿真示例18.5 小结第19章 雷达数据处理的实际应用19.1 引言19.2 在空中交通管制系统中的应用19.2.1 用途、组成和要求19.2.2 雷达数据处理结构19.2.3 空中交通管制实例19.3 在船用导航雷达中的应用19.4 在舰载雷达抑制杂波中的应用19.4.1 数据处理抑制杂波的原理19.4.2 舰载雷达数据处理杂波抑制的方法19.5 在地面激光雷达中的应用19.5.1 数据采集工作原理19.5.2 数据处理流程19.6 在海上监视系统中的应用19.6.1 用途、组成和要求19.6.2 海上控制系统的结构19.7 在舰队防空系统中的应用19.7.1 宙斯盾舰队防空系统组成及功能19.7.2 主要性能指标19.7.3 数据处理过程19.8 在舰炮火控雷达中的应用19.8.1 舰炮火控系统组成19.8.2 技术特点19.8.3 数据处理流程19.9 在机载预警雷达中的应用19.9.1 特点、组成和任务19.9.2 数据处理技术19.9.3 典型工作模式19.10 在对空警戒雷达组网中的应用19.10.1 雷达组网数据处理结构19.10.2 雷达组网数据处理关键技术19.11 在相控阵雷达中的应用19.11.1 功能特点19.11.2 数据处理流程19.11.3 试验举例19.12 小结第20章 回顾、建议与展望20.1 引言20.2 研究成果回顾20.3 问题与建议20.4 研究方向展望中英文缩写参考文献

　　一本有影响力的雷达技术图书，理论清晰，适合学习，多次再版和重印，被国内多所院校采用，是作者对国内外近30年来该领域研究进展和自身研究成果的总结。　　本书是关于雷达数据处理理论及应用的一部专著，是作者对国内外近30年来该领域研究进展和自身研究成果的总结。全书由20章组成，主要内容有：概述（包括研究目的、意义、数据处理器的设计要求和主要技术指标、研究历史和现状等），参数估计，线性滤波方法，非线性滤波方法，量测数据预处理技术，多目标跟踪中的航迹起始，极大似然类多目标数据互联方法，贝叶斯类多目标数据互联方法，机动目标跟踪，群目标跟踪，多目标跟踪终结理论与航迹管理，无源雷达数据处理，脉冲多普勒雷达数据处理，相控阵雷达数据处理，雷达网误差配准算法，雷达组网数据处理，雷达数据处理性能评估，雷达数据处理仿真技术，雷达数据处理的实际应用，以及关于雷达数据处理理论的回顾、建议与展望。【作者简介】　　何友，烟台海军航空工程学院院长、教授、博士生导师，清华大学兼职教授，中国航空学会常务理事，中国电子学会会士，中国航空学会信息融合分会主任委员，中国电子学会无线电定位技术分会副主任委员、信号处理分会委员，中国造船学会电子技术委员会委员，国家“863”专家，总装备部专业组成员。获得科研成果包括获国家科技进步二等奖、军队科技进步一等奖等多项，1999年入选国家“百千万人才工程”第一、二层次，2000年获“全国优秀博士学位论文奖”和中国科协“求是杰出青年实用工程奖”，2001年被教育部授予“全国优秀教师”称号，享受国务院政府特殊津贴，2003年被授予“全国留学回国人员先进个人”荣誉称号，并获“全国留学回国人员成就奖”。2006年获中国人民解放军专业技术重大贡献奖。2007年当选“十七大”党代表。