第三版前言
雷达技术的发展进步和应用需求持续推动雷达信号处理和数据处理技术的飞速发展,近年来随着新型雷达的不断出现,相关的硬件、算法和计算机性能等都取得了巨大进步,信号处理能力上了一个又一个新台阶,这就要求与之配套的雷达数据处理设备必须采用新的算法,能够在杂波环境下同时对多个目标进行处理,具有解决复杂环境下多目标数据互联、跟踪和多部雷达信息融合的能力。这些都使我们迫切感到需要结合雷达数据处理技术发展的新要求、新思路以及自己的最新研究成果对《雷达数据处理及应用(第二版)》的相关内容进行修订,以适应时代发展的需要。
本书从最基本的线性和非线性滤波方法入手,全面、系统地向读者介绍了雷达数据处理技术的发展情况与最新研究成果;在增强其逻辑性和可读性的基础上,对主要内容进行了补充和调整。具体为:(1)针对雷达数据处理的工程实现问题,对雷达数据处理器的工程设计要求、主要技术指标和数据处理器的评估等问题进行了分析和讨论。(2)将静态参数估计和动态参数估计这两部分既有相关性又有区别的内容分成两章分别进行讨论。(3)针对时变参数估计部分,详细讨论了描述系统输入输出关系的状态转移模型和输出观测模型的建立过程,充实了与稳态卡尔曼滤波相关的内容,包括滤波器稳定的数学定义和判断方法、随机线性系统的可控制性和可观测性等,同时结合弹道导弹目标跟踪问题充实了非线性滤波方面的内容。(4)增加了量测数据预处理中与时间配准相关的内容,讨论了三种典型的内插或外推时间配准方法,同时还增加了雷达误差标校技术等内容。(5)充实了航迹起始和极大似然类、贝叶斯类数据互联部分的内容,增加了针对编队目标进行航迹起始的算法、在杂波环境下对目标进行跟踪的综合概率数据互联(IPDA)算法和相应的仿真分析。(6)针对机动目标跟踪部分,增加了基于修正输入估计的机动目标自适应跟踪算法,并在同一仿真环境下对该算法和其他几种比较典型的机动目标跟踪算法进行了分析比较,得出了相关结论。(7)充实了杂波环境下群内目标精细航迹起始和编队群目标跟踪相关算法,增加了基于灰色理论的群目标精细航迹起始算法。(8)充实了航迹管理部分的内容,增加了航迹数据的存储和信息融合系统中的航迹文件管理等内容。(9)在无源雷达数据处理部分,增加了定位模糊椭圆最小准则下的无源传感器最优布站、测时差无源定位等内容,充实了机载ESM定位等内容。(10)将脉冲多普勒雷达数据处理和相控阵雷达数据处理相关内容分两章作为专题进行讨论,其中脉冲多普勒雷达数据处理一章在对原有内容进行调整、修改的基础上增加了无偏序贯不敏卡尔曼滤波算法、带Doppler测量的不敏卡尔曼滤波算法和机动目标不敏卡尔曼滤波算法,并分别在两种不同的仿真环境下对上述算法的跟踪性能进行了对比和分析,得出了相关结论;而相控阵雷达数据处理一章在原有内容的基础上增加了对相控阵雷达系统结构和工作过程的讨论,给出了相应的系统结构框图和相控阵雷达工作流程图,充实了多目标相关处理、变采样间隔滤波和资源调度策略部分的内容,增加了基于交互多模型的自适应采样、基于预测误差协方差门限的自适应采样和预先定义采样间隔的自适应采样等内容,最后通过仿真对相控阵雷达跟踪算法的性能进行了讨论和总结。(11)将雷达组网误差配准问题从原来的雷达组网数据处理中分离出来用一章的篇幅做专门讨论,其中原有的雷达组网数据处理部分的内容进行了充实,增加了雷达组网优化布站、航迹关联等内容,补充了一些工程和实际上存在的雷达组网系统;而新增的雷达组网误差配准算法一章在对原有的系统误差配准相关内容进行充实的基础上,增加了对系统误差所造成影响的分析,特别是大的测距系统误差对航迹的影响,并把机动雷达误差配准算法专门作为一节进行了讨论,分别针对机动雷达系统建模方法、目标位置已知的机动雷达配准算法、机动雷达最大似然配准(MLRM)算法、联合扩维误差配准(ASR)算法进行了研究,同时还对上述算法的性能进行了仿真分析。(12)对雷达数据处理性能评估部分进行了充实和补充,增加了雷达网数据处理性能评估相关内容。(13)丰富了雷达数据处理应用部分的内容,在对原有内容进行充实并结合具体系统进行分析的基础上增加了与相控阵雷达系统应用有关的内容。同时,结合雷达数据处理技术日新月异的发展,本书增加了必要的参考文献,并对第二版中一些文字叙述不确切之处进行了修正。
本书在撰写出版过程中,烟台海军航空工程学院电子信息工程系王海鹏博士、崔亚奇博士生、董凯博士生、刘瑜博士生等参加了本书部分内容的编写和修改工作,著者在此一并向他们表示谢意。作者还要感谢电子工业出版社,特别是王春宁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 关欣 等
2013年3月
于烟台海军航空工程学院