一般仅方位目标跟踪系统可观测的必要条件

(海军潜艇学院，夏佩伦)

夏佩伦

0 引言

仅方位目标跟踪是一种重要的被动目标跟踪方式。其原理是观测者利用所载传感器被动地测量目标方位，并利用所得方位序列计算目标的位置、速度、航向等运动参数。由于这种方式观测者无需向外发射能量信号对目标进行测量，从而实现对目标的隐蔽跟踪，因此可被广泛应用于潜艇水下隐蔽攻击、空中导弹拦截等军事系统。然而，受目标方位所含目标运动信息的限制，仅方位目标跟踪在实际应用中遇到了许多困难，如跟踪结果精度低、收敛慢等。理论分析结果也发现仅方位目标跟踪系统表现出许多独特性质［1－4］，其系统观测性就是这样一个性质。

仅方位目标跟踪系统观测性的一个熟知结论是:在目标作匀速直线运动的假设下，系统可观测的一个条件是观测者必须机动(变速和/或变向)。进一步的研究表明，并非所有的机动都是有效的。在有些情况下，即使观测者进行了机动，但系统仍不可观测［1，5－10］。此外，即使在系统可观测的情况下，可观测程度也往往很低，即实际中的仅方位目标跟踪系统往往是一个弱可观测系统［11］。本质上不良的观测性是导致仅方位目标跟踪系统性能难以令人满意的根源之一。

鉴于观测性对于系统本质认识、跟踪算法研究、观测者运动优化等理论和工程问题的重要意义，更深入地来研究它是有必要的。上述观测性结论仅针对目标作匀速直线运动的简单情形，本文将对这一结论进行推广，使它适合任意的目标运动形式。……