2014年全国研究生数学建模竞赛获奖名单
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参赛密码(由组委会填写)第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛学校南京师范大学参赛队号队员姓名1.2.3.参赛密码(由组委会填写)第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛题目机动目标的跟踪与反跟踪摘要:目标跟踪是指根据传感器(如雷达等)所获得的对目标的测量信息,连续地对目标的运动状态进行估计,进而获取目标的运动态势及意图。
目标跟踪理论在军、民用领域都有重要的应用价值。
本文综合运用了数理统计、概率论方法和目标跟踪算法,在分析研究国内目标跟踪常用算法的基础上,对3组机动目标的测量数据进行预处理与分析,进行机动检测,构建机动目标跟踪模型,完成了给定的问题。
针对问题一,从数据处理出发,首先构建目标跟踪模型中的量测模型,指出本文用到的三种坐标系:空间极坐标、NED坐标系(传感器坐标系)和ECEF坐标系(地球坐标系)。
论述数据预处理技术中的野值剔除方法、坐标转换算法和数据压缩技术。
通过对已完成数据预处理的量测数据进行变维滤波(VD),检测跟踪目标的机动发生行为和状态信息。
建立当前统计模型对机动目标跟踪,通过不敏卡尔曼滤波算法(UKF),解决非线性系统的机动目标状态估计问题,最终得出融合三个传感器量测数据的单个机动目标航迹。
针对问题二,在分析研究目前国内外的数据关联技术的基础上,在标准最近邻域算法基础上提出了加权邻域数据关联算法,综合轨迹点间的距离大小和方向识别两个机动目标的航迹。
在一段时间内只有一个回波点迹的情况下,通过选取回波点迹时刻前后一定时间范围内点迹进行多项式拟合,插补丢失的航迹点,保证了航迹的完整性。
针对问题三,对Data3.txt的量测数据进行预处理的基础上,建立基于当前模型的加速度统计模型,分析加速度随时间变化的分布规律。
在跟踪变加速目标时,使用不同的分布模型,计算出的结果差别较大。
可以改变机动加速度等于零时的分布方法加以修正,以期望得到较为客观的结果。
针对问题四,本文提出了多项式预测模型对目标轨迹进行实时预测,在确保轨迹预测的准确度的情况下,减小系统的计算量,提高实时性。