Αλγόριθμοι Ιχνηλασίας Ιπτάμενου Στόχου Από Πολυστατικό Σύστημα Ραντάρ

Abstract

Το Πολυστατικό σύστημα Ραντάρ αποτελεί ένα σύστημα πολλαπλών διστατικών δεκτών, οι οποίοι σε συνεργασία με έναν πομπό έχουν σκοπό την ανίχνευση και την τρισδιάστατη παρακολούθηση ιπτάμενων στόχων μικρής ενεργού επιφάνειας ραντάρ. Με αυτό, λειτουργίες οι οποίες θα μπορούσαν να γίνουν με ένα μοναδικό, πολύ ακριβό και πολύπλοκο σύστημα, περατώνονται πλέον από ένα δίκτυο αισθητήρων, δίνοντας τελικά ακριβέστερη και πληρέστερη πληροφορία. Το Πολυστατικό σύστημα Ραντάρ επιδεικνύει πολλά πλεονεκτήματα, όπως χρήση διστατικής γεωμετρίας, χαμηλών υπερυψηλών συχνοτήτων και συνεχούς κυματομορφής γραμμικά διαμορφωμένης στη συχνότητα, πολυστατικότητα, και ανθεκτικότητα σε παρεμβολές.Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσουμε σύντομα τα κύρια τμήματα του ιχνηλάτη, όπως την εκτίμηση κατάστασης στόχου ή φιλτράρισμα, τη συσχέτιση δεδομένων, τη διαχείριση των ιχνών και τις κατηγορίες της σύντηξης δεδομένων από πολλαπλούς αισθητήρες. Μιας και το Πολυστατικό σύστημα Ραντάρ χρησιμοποιεί υβριδική αρχιτεκτονική ιχνηλασίας, η διαδικασία της ιχνηλασίας περιγράφεται τόσο για ένα διστατικό αισθητήρα του ραντάρ, όσο και για τον κεντρικό σταθμό του συστήματος.Από τα τμήματα του ιχνηλάτη του Πολυστατικού συστήματος Ραντάρ στον κεντρικό σταθμό, αναπτύσσουμε την εκτίμηση κατάστασης στόχου, λόγω της μεγάλης σημασίας της λειτουργίας των προβλεπτικών φίλτρων στη λειτουργία του ραντάρ. Συγκεκριμένα παρουσιάζουμε αλγορίθμους βασισμένους στο φίλτρο Kalman, όπως το EKF και το UKF, και αλγόριθμους βασισμένους σε Particle filters, όπως το SIR και το ASIR. Οι αλγόριθμοι συγκρίνονται μέσω προσομοιώσεων και επιλέγεται ο πιο αποτελεσματικός, με κριτήριο την ακρίβεια παρακολούθησης και την υπολογιστική πολυπλοκότητα.