基于IMMKF算法的ADS-B监视应用目标跟踪

• 作者: 刘通 王飞 严忠平 中国航空工业集团有限公司雷华电子技术研究所
• 来源期刊: 航空工程进展
• 学科: 航空航天
• 关键词: 广播式自动相关监视 交互式多模型卡尔曼滤波 目标跟踪 协同转弯 状态估计
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 所属期刊栏目: “ 第六届中国航空科学技术大会 ”专栏
• 页码范围: 186-194
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2024.01.22

摘要

目标跟踪是机载广播式自动相关监视（ADS-B）应用的基础功能，对提升航空器周边的弱机动民航飞机目标跟踪性能具有重要意义。提出一种基于交互式多模型卡尔曼滤波（IMMKF）算法的ADS-B监视应用目标跟踪方法。首先，针对弱机动背景下的民航飞机的飞行特点，建立包含匀速模型和标准协同转弯模型的运动模型集，并对模型进行线性化近似；然后，将模型预测和ADS-B状态矢量量测数据作为IMMKF算法中多个并行卡尔曼滤波器的输入，进行并行滤波；最后，计算得到目标状态矢量的估计和模型近似概率，并作为下一次迭代的输入。结果表明：相比于基于匀速模型的卡尔曼滤波目标跟踪方法，IMMKF算法的位置跟踪误差降低了59%，速度跟踪误差降低了77%，显著提升了状态估计性能，具备较高的跟踪精度、稳健性与计算效率，在ADS-B监视应用中具有实际应用价值与借鉴意义。