[发明专利]一种基于主被动联合声纳阵列的目标路径跟踪方法

权利要求书

1.一种基于主被动联合声纳阵列的目标路径跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：

在每个检测时段内，控制主被动联合声纳阵列中各个声纳的工作状态保持不变，所述主被动联合声纳阵列中的声纳包括若干个主动声纳和被动声纳，每个被跟踪目标对应至少一个声纳；

对于每个被跟踪目标，在第i个检测时刻通过所述主被动联合声纳阵列中对应的声纳获取所述被跟踪目标的N_i个量测变量记为其中第k个量测变量表示所述被跟踪目标与第k个声纳之间的距离，k≥1；

根据第k-1个状态变量及其对应的第k-1个均方根矩阵计算得到第k个预测值其中和为预设初始值；

根据所述第k个预测值所述第k-1个状态变量和所述第k-1个均方根矩阵确定状态变量与量测变量之间的第k个耦合方差矩阵

利用所述第k个量测变量第k个预测值和所述第k个耦合方差矩阵更新得到第k个状态变量及其对应的第k个均方根矩阵

若kN_i，则令k＝k+1并再次执行所述根据第k-1个状态变量及其对应的第k-1个均方根矩阵计算得到第k个预测值的步骤；

若k＝N_i，则利用得到的N_i个状态变量对所述被跟踪目标进行路径跟踪；

在当前检测时段结束时，基于所述主被动联合声纳阵列中各个声纳的波束干扰关系调整所述主被动联合声纳阵列中各个声纳的工作状态，并在下个检测时段重新进行目标路径跟踪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于先验概率的滤波器确定状态变量与量测变量的联合高斯概率密度服从分布且有：

第k个预测值及其方差矩阵为：

状态变量与量测变量之间的第k个耦合方差矩阵为：

采用高斯噪声特性进行线性变换后确定所述第k个预测值和所述第k个耦合方差矩阵

其中，H^k(X_i)＝||X_i||₂且X_i表示状态变量，为零均值高斯白噪声的方差矩阵，为预设初始值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述第k个预测值所述第k个耦合方差矩阵

其中，N_x为系数且2N_x为[0,k]区间内最大的偶数，r为系数，

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述更新得到第k个状态变量及其对应的第k个均方根矩阵包括确定：

其中，函数QR()用于对矩阵进行QR分解，是零均值高斯白噪声的方差矩阵的均方根矩阵，表示对应的增益矩阵。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，零均值高斯白噪声的方差矩阵的特征值与所述第k个量测变量的大小相关，所述方法还包括：

计算是所述第i个检测时段之前的所有量测变量的均值；

检测是否满足其中，为预设参数；

若则利用与相关的第k个自适应伸缩因子补偿得到并修正

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述第k个自适应伸缩因子是的均方根矩阵。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合所述主被动联合声纳阵列中各个声纳的波束干扰关系调整所述主被动联合声纳阵列中各个声纳的工作状态，包括：

将所述被跟踪目标分配给目标主动声纳的目标波束并打开所述目标主动声纳切换至所述目标波束，所述目标主动声纳是与所述被跟踪目标距离最近的一个主动声纳，每个所述主动声纳对应至少两个探测角度范围不同的有向波束，所述目标波束是所述主动声纳的探测角度范围与所述被跟踪目标的方位信息匹配的一个有向波束；根据波束干扰关系关闭与所述目标主动声纳的目标波束存在波束干扰的波束。