基于动态规划的TBD改进算法

作者简 介 ： 胡
琳 （９４ ） 女 ， 士 生 ， 要 从 事 信 号 与 信 息 处 理 研 究 １８ 一 ， 硕 主
８ Ｏ
空 军 雷 达 学 院 学 报
法检 测到 目标 的 问题 ， 出 了一种 基 于动 态规 划 的 新 算 法 ， 提 即在 确 定 目标 状 态 转 移 时 ， 用 后 续 观 测 值 对 状 态 应
转移进行修正． 在该算法 中， 了减小搜索范 围及减少伪航迹 ， 为 又引入 了方向加权 的思想， 即重点考虑 目标存 在 的可 能区域． 理论分析和仿真结果表明， 新算法 的检 测性能优 于一般 的基于动态规 划的Ｔ Ｄ算法， Ｂ 得到的 目
第２ 卷 第２ ４ 期 ２ １ 年 ４月 ００
文 章编 号 ： ６３８ ９（０ ００—０ ９０ １７—６ １ １）２０７ —４ ２
空 军 雷 达 学 院 学 报
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｒ ｏｃ ｄ ｒ ａ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｒ ｅＲａ ａ Ａｉ Ｆ Ａｃ ｄ量测值 为 Ｊ ，， ， ）
ｚ
法 的机理 ， 其统 一到一 个基 本递 推方 程 中 ， 将 并利
用 目标 的一些先 验 信息 ， 进一 步改 善 了检测性 能 ，
富
） ． Ｉ＝１２ ，， ｉ
但其 跟踪 性 能欠 佳 ．在 低信 噪 比时 给定 有 限帧数 的条 件下 ， 有可 能无 法检 测到 目标 ， 此可 以增加 为 处理 帧数 来解 决 这个 问题 ， 是 增加 处 理帧 数会 但 不可避 免 的增加 计算 量． 因此 ， 文提 出 了一 种改 本 进 的动态 规划 Ｔ Ｄ算 法 ． Ｂ 该算 法 是在 确定 目标 状 态转移 时 ， 应用 后续 观测值 对状 态转 移进行 修 正 ， 为 了减小 搜索 范 围 以及 减 少伪 航迹 ，引入 了方 向 加权 的思 想 ． 算 法 与改进 前 的动 态规 划 Ｔ Ｄ算 该 Ｂ 法 相 比 ， 测性 能有所 提 高 ， 到 的 目标航 迹更 加 检 得
假设 目标做 匀 速运 动 ， 第 ｋ次 扫描 时 目标 在
的状态 为 （ ， ， ＝ Ｙ 五， ， 氟和 表 示 目标 的坐 标， 丸和 表示 相应 的速度 ． 目标 的运动 状态 方 则
程 为 ＋１＝ ℃ ，＇ ） ／ ＇ （ ） （） １
策策 略 ， 将一 个 Ⅳ 维 问题 转换 为 Ⅳ 个 一维 问题 ， 对 问题 进 行分 级处 理 ．动 态规 划算 法 已经 广泛 应 用 到各 个领 域 ． ａ ｖ ］ 早将 动态 规划 算法 应 用 Ｂ ｍｉＥ最 ２ 于 Ｔ Ｄ中． ｏ ｉ ｅ 等 直 接利 用假 设 目标 的 幅度 Ｂ Ｔ ｎｓ ｎ ｓ 信 息构 造 目标 函数 ， 以检测 起伏 模 型 的运 动 目 可
标 航 迹 也 更加 精 确 ．
关键 词 ： 态 规 划 ； 动 目标检 测 ； 测前 跟 踪 检
中 图分 类 号 ：Ｎ９７ Ｔ ５
文献标志码 ： Ａ
Ｄ Ｉ１． ６ ／．ｓ． ７ ．６ １ ０００． １ Ｏ ：０３ ９ｊｓ １ ３８９ ． １． ０ ９ ｉｎ ６ ２ ２０
动 态 规划 算 法 的基 本 思想 是 采用 多 阶段 决
Ａｐｒ２ ０ ． ０１
基 于动态规划的 Ｔ Ｄ 改进算法 Ｂ
胡 琳 ，王首勇 ，万 洋。
（ 空军雷达学院研 究生管理大队， １ ． 武汉 ４ ０ １； ２ 空军雷达 学院空天基预警 监视装备系 ， ３０９ ． 武汉 ４ ０ １） ３０９
摘
要： 针对在低信噪比条件下基于动态规划的检 测前跟踪 （Ｂ ） Ｔ Ｄ 算法在给定的有限帧数情况下可能无
１ 目标 状 态 转 移 ． ２
（ ３ ）
１ 基 于 动 态 规 划 的 Ｔ Ｄ 基 本 原 理 Ｂ
基 于动态 规 划 的Ｔ Ｄ算法 能 以有 效 的方式 对 Ｂ
在 航迹搜 索 过程 中如 果采 用穷 举法 对 每个点 进行 累加 ， 带来 很大 的计算 量 ． 会 在基 于动 态规划 的Ｔ Ｄ算法 航迹搜 索 中运用 状态 转移 来缩小 搜 索 Ｂ 范 围 ， 态转 移在 该算 法 中 占有很 重要 的位置 ， 状 直
希望 能够根 据从初 始 帧到第 帧 的所 有测 量数 据
＝
｛ ） （）…，（ ， 确 定最 有可 能是 真实 目 １ ２， ｚ ０）来 ， ／
标 的航 迹 ， 使 满 足
ｆ Ｋ ／
｛ ＝ｘ： 助 ｝ 烁） ｛ ∑ ＞ Ｊ 【 ＝１
式中 表 示 在第 帧数 据空 间 的 门限．
式 中 ・表 示状 态 转移 函数 ， 助 表 示过 程 噪声 ． ）
标， 此算 法虽 然具 有 良好 的检测 目标 的性能 ， 跟 但
踪性 能 欠佳 ． 文献 ［】 入研 究 了两 类动 态规 划算 ４深
在 第 ｋ次 扫描 后， 目标 在第 （ 个 单 元（ ＝１２ … ｆ ， ｉ ，， ，
所 有可 能 的 目标 航 迹进 行搜 索 ， 对这 些 可能 航 并
迹 上 的量测 进行 积 累 ，当航 迹 上 的量测 积 累值超
过 门限时 ， 就称 检 测 到 目标 ， 回溯航 迹 ． 并
１１ 目标运动模型和测量模型 ．
收 稿 日期 ：０ ９０ —８ ２０ —９２
接影 响 到算 法计 算量 的大小 ．状 态转 移 就是 指 当
准确 ．
式 中 ㈣ 表 示 目标信 号 幅度 ， 文 假设 为 常数 ， 本
表 示量 测 噪声 ． 目标 航迹 定义 为从 第 １ 到第 帧
帧 的一系 列连 续 的 目标 状态 为 ＝ １ … 娴 ） ， ， 雷达 第 ｋ次测 量 的数据 表示 为 ｚ （ 助＝（
…
，
Ｍ； ＝１２ … Ⅳ）动 态规 划要 解 决 的问题 就是 ： ｊ ，， ， ．