1    绪论

1。1 研究背景

被动目标定位与跟踪是指利用被动量测的目标角度来估计固定或运动中目 标的运动状态，已经熟练应用于很多实际工程甚至现代战争中，如红外探测、 声纳系统、航空侦查、航海搜救等。测量方程的准确性受限于方程本质上属于 非线性模型，求解过程较为复杂，且存在较大误差。加上测量数据只有角度,系 统本身便存在是否可观测的问题。经过研究发现，为了保证系统的可观测性， 观测器与目标之间必须存在相对机动，理论上对于定位系统而言，只要观测器 与目标之前的测量角度不是恒为常数，系统即是可观测的。再加上测量过程中 难免受到噪音的干扰, 观测器的机动策略就显得尤为重要。 文献综述

纯方位追踪是信号处理研究中较难攻破的领域，观测过程中，目标定位的 精度不仅仅受到随机噪声的影响，观测器的运动轨线也起着至关重要的作用。 

纯角度定位技术有如下特点： 

（1） 采用非线性系统：定位系统仅仅利用传感器测算得到的角度数据进 行估测分析目标的运动状态，在笛卡尔系中显示为非线性函数。 

（2） 观测的不完全性：系统只能获得角度信息，观测器与目标之间的距 离信息很难甚至不可观测，所以即使满足了系统的测算前提也不一 定能获得目标的完全状态估计。 

（3） 定位精度受到目标和观测器间的相对运动的较大影响。 

    为了解决上述问题，我们发现通过观测器的运动，不断调整与目标之间的 几何关系降低误差，进行数学分析，利用算法提高精度，以目标和观测器的几 何关系为基础，缩小观测器最佳机动策略的定位范围，因此我们需要寻求一条 最佳运动轨线，从而保证估测的误差最小，本文开展的就是关于最优轨线的研 究。 

如今世界各国都在加紧对最优轨线问题的研究，在英、美、法、意、德、 俄等国，很多学者尝试用马尔科夫链、最优控制理论、交互式多模型等方法，

在 FIM 矩阵或 Cramer-Rao 下界等指标下不断深化最佳轨线的计算，虽然进展

不断，但是问题仍待进一步研究，如变结构特征的多模型是否可观测，运动轨

迹是如何影响目标状态的估计精度等。总之，我们需要对纯角度定位追踪系统 的可观测性问题进行深入的探讨。理论上需要更深入研究分析已有跟踪滤波算 法、寻求最佳机动策略，实际工程中更需要不断应用实验更成熟的理论和方 法。

1。2 国内外研究现状

1。3 课题研究内容及意义

纯方位目标跟踪在现代战争中具有重大的意义，为了提高精度，我们需要思 考以下问题：

（1） 纯角度定位系统为非线性的，我们应该如何解决非线性的滤波问题；

（2） 纯角度定位系统的观测具有不完全性，如何让距离因素对于测算精度

的影响降至最低也是需要思考的方面。 鉴于现有的一些最优轨迹求解算法比较繁琐，在满足给定性能指标的前提下，

本课题的目的是寻求一种基于单步优化算法的次优轨迹算法。本文展示了一种解 决纯角度目标追踪问题的新方法，给出了一些机动策略以及范例，并进行了相应 仿真。内容主要包括：

简单描述了纯角度目标定位追踪问题的研究背景与意义，分析总结至今 国内外的研究现状；