雷达数据处理及应用(第四版)
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第四版前言

复杂环境下雷达多目标数据处理、跟踪滤波和多雷达数据融合已逐渐发展成为雷达领域的热门研究方向,现代雷达系统除了解决信号处理问题外还必须能够解决好数据处理问题,雷达数据处理已成为每个雷达系统和设计人员都不可回避的关键问题之一。为此,《雷达数据处理及应用》于2006年出版了第一版,并经过2009年第二版和2013年第三版的充实和更新,已经形成了稳定的框架。

(1)基础理论:时常参数估计→时变参数的线性滤波→非线性滤波;

(2)多目标跟踪:数据预处理→航迹起始→数据互联→机动目标跟踪→群跟踪→航迹质量管理;

(3)数据处理专题讨论:无源雷达→PD雷达→相控阵雷达→雷达网数据处理→数据处理性能评估与应用等。

近年来,随着新型雷达相关硬件设备、信号处理算法、计算机性能的巨大进步,数据处理能力上了一个又一个新台阶,雷达数据处理理论、算法、应用等都得到不断发展,这些都使我们迫切感觉到需要对相关内容进行全面的扩展和完善,以适应当前雷达数据处理领域的发展。本书在第三版的基础上进行修订、扩展和完善,并结合近十年来的最新研究成果补充了新的内容,全书总删减、新增、扩展和调整内容约53%,第四版修订后全书共21章,相关修订内容概括如下。

(1)新增“第8章 多目标智能跟踪方法”“第9章中断航迹接续关联方法”和“第12章 空间多目标跟踪与轨迹预报”,主要讨论以深度学习/机器学习为代表的人工智能技术在多目标智能跟踪和中断目标航迹接续关联处理中的应用,以及空间目标跟踪等热点领域中著者团队的相关研究工作。

(2)删除原“第7章极大似然类多目标数据互联方法”和原“第18章雷达数据处理仿真技术”,原7.3节的内容合并到第7章,原18.4节算法仿真示例的部分内容调整到7.6.5节和10.2节。

(3)书稿其他章节的内容也均有不同程度的删减和新增,例如:第3章增加了3.5节Sage-Husa自适应卡尔曼滤波、3.6节H卡尔曼滤波和3.7节变分贝叶斯滤波;第4章增加了4.5节平滑变结构滤波;第5章5.3.1节增加了ECEF、ECI、NEU坐标系的相关内容,5.3.3节增加了“ECEF坐标系与ECI坐标系间的转换”、“ECEF坐标系与NEU坐标系间的转换”和“ECI坐标系与NEU坐标系间的转换”,5.4.2节删除了野值的判别方法中的部分内容;第6章增加了6.3.7节基于速度约束的改进Hough变换航迹起始算法;第7章增加了7.7节全邻模糊聚类数据互联算法;第10章10.2节增加了高超声速滑跃机动等典型的目标机动形式;第14章增加了14.4.3节扫描辐射源的时差无源定位;第15章增加了15.3.2节高重频微弱目标跟踪算法、15.5节PD雷达应用举例等内容;第18章增加了一些典型的雷达组网系统介绍;第20章调整较大,特别是增加了雷达数据处理技术在船用导航雷达、AIS和ADS-B系统、海上信息中心、对空监视系统中应用的典型实例。另外,本次修订其他章节内容也都有或多或少的调整,此处不再一一赘述。

(4)对全稿文字进行通读和修订,以使语句表述更加通顺易懂,增强书稿的可读性。

(5)参考文献由最后统一列出修订为各章分别单列,使读者查找相关文献更方便、更快捷,并根据近年来国内外研究成果的最新发展,补充了部分参考文献。

本书第四版修订工作由何友、修建娟、刘瑜、崔亚奇、董凯、孙顺、丁自然、李耀文等共同完成,其中何友参加了全书各章节的修订和扩充工作,并负责该书的顶层设计与构思、全书统稿、审改、完善和精品推进,指导其他作者对全书进行了四次修订和完善,其中个别章节修订五次以上;修建娟负责全书的初步统稿,第1、5、11、13、16、19、21章的修订,并编写第12章;刘瑜负责修订第2、3、4、6、7、10章;崔亚奇负责编写第8、9章,修订第17、20章;孙顺负责修订第14章;董凯负责修订第15、18章;丁自然负责修订缩略语和参考文献的按章排列。另外,刘俊、李耀文参加了本书部分章节的整理、校对等工作。本次修订过程中海军航空大学于洪波和谭顺成教员结合日常授课对本书提出了很多宝贵意见,研究生熊振宇、朱洪峰、徐平亮、顾祥岐、李浩然、孔战、陆源、邢汇源、姜乔文等也参与本书部分内容的校对、打印等工作,电子科技大学蔡德强教授在文献检索和查询中给予了诸多帮助,在此一并表示衷心的感谢。感谢国家自然科学基金(No.62171453、No.62001499)提供的资助和支持。最后,作者还要特别感谢电子工业出版社,特别是曲昕编辑对本书按期高质量出版的大力支持。

我们希望本书的出版,不仅能够给广大从事信息工程、模式识别、军事指挥等专业的科技人员提供一本可读性较好的参考书,也能够为他们的工作和后续学习打下一定的理论基础。

恳请广大读者能一如既往地关心本书,并提出宝贵的意见和建议。

何友 修建娟 刘瑜 崔亚奇 等

2022年5月

于清华大学、海军航空大学