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绪论1

0.1 概述1

0.2 信息融合与目标运动分析的联系与区别1

0.3 关于决策级信息融合问题3

0.4 信息融合与指挥决策关系4

第1篇 信息融合5

第1章 概论5

1.1 信息融合的概念6

1.1.1 几种说法6

1.1.2 说法分析6

1.2 应用对象、研究内容、体系结构、典型职能框图与基本问题7

1.2.1 应用对象7

1.2.2 研究内容7

1.2.3 体系结构7

1.2.4 典型职能框图9

1.2.5 基本问题9

1.3 基本术语及其定义9

1.4 原理基础与方法要览10

1.5 存在问题与未来研究课题12

1.5.1 传感器发展的滞后问题12

1.5.2 传感器与C3I系统综合问题12

1.5.3 统一理论建立问题12

1.6 舰船信息融合发展概要12

1.6.1 舰船信息源12

1.6.2 舰船信息融合发展的历程13

1.6.3 舰船信息融合研究对象与内容13

1.6.4 舰船信息融合研究的真正难点13

1.6.5 舰船信息融合研究的思维方式和方法14

1.6.6 关于书中所用理论、原理、方法、算法诸术语的诠释14

第2章 信息融合数学原理15

2.1 航迹起始方法15

2.1.1 概述15

2.1.2 航迹起始实用方法16

2.1.3 其他航迹起始方法及有关问题讨论19

2.2 航迹-航迹融合数学原理22

2.2.1 问题的提出和描述22

2.2.2 航迹与航迹最优融合的主要研究结果25

2.2.3 判别两估计状态是否是同一目标的假设检验27

2.3 量测融合的概念及主要研究结果28

2.3.1 问题的提出和描述28

2.3.2 先量测融合后航迹估计29

2.3.3 量测直接参与航迹融合30

2.4 信息融合体系结构优化数学原理30

2.4.1 航迹融合与不融合体系结构的性能比较30

2.4.2 量测融合与不融合、航迹-量测融合与不融合性能比较32

2.4.3 集中式与一般分布式融合体系结构性能比较33

2.5 小结34

第3章 信息融合集合论描述基础方法35

3.1 问题的提出35

3.2 信息融合体系结构36

3.2.1 体系结构选择36

3.2.2 信息融合基本前提条件和融合原则36

3.3 航迹融合准则和原理36

3.3.1 融合准则36

3.3.2 融合原理37

3.4 航迹-航迹融合算法步骤37

3.5 算法的逻辑描述——原理职能框图40

3.6 融合算法几点评注42

3.6.1 融合算法前提条件42

3.6.2 各站量测参与融合问题42

3.6.3 融合算法主要特征42

第4章 纯方位多站多目标信息融合集合论描述法43

4.1 概述43

4.1.1 多站多目标信息融合理论体系43

4.1.2 纯方位多站多目标信息融合研究状况44

4.2 纯方位多站多目标信息融合研究基本问题与解决途径45

4.3 提出问题46

4.4 纯方位多站多目标信息融合集合论描述法的构造48

4.4.1 基本概念48

4.4.2 方位波门的建立48

4.4.3 方位量测相关准则及简化49

4.4.4 量测元相关分析49

4.4.5 形成点迹之后的数据互联53

4.4.6 纯方位多站多目标信息融合中的纯方位单站多目标数据互联54

4.4.7 算法步骤54

4.4.8 算法的逻辑描述——原理职能框图56

4.5 纯方位多站多目标信息融合集合论描述法应用问题57

4.5.1 对不规则目标探测区的应用57

4.5.2 关于原理与算法简化57

4.5.3 关键参数选择57

4.6 算法主要特征58

4.7 算法评价58

第5章 潜艇指控系统信息融合原理与算法60

5.1 体系结构60

5.1.1 传感器及量测特征60

5.1.2 信息融合的基本前提条件61

5.1.3 分级融合的传感器分组及融合原则61

5.1.4 潜艇信息融合的体系结构62

5.2 被动测距声呐多目标航迹处理63

5.2.1 噪声测距声呐的发展63

5.2.2 被动测距声呐多目标航迹处理集合论描述法65

5.2.3 被动测距声呐与搜索雷达的多目标密集环境下航迹处理的集合论描述法的不同点65

5.3 多基阵单目标信息融合67

5.3.1 问题提出67

5.3.2 MTMA模型68

5.3.3 量测70

5.3.4 非机动源情况的系统可观察性71

5.3.5 机动源情况75

5.4 潜艇多传感器信息融合算法78

5.4.1 航迹与航迹融合算法79

5.4.2 方位组成的航迹与角度序列融合算法82

5.4.3 方位组成的航迹与方位-频率序列融合83

5.4.4 方位-频率组成的航迹与方位序列融合83

5.4.5 方位-频率组成的航迹与方位-频率序列融合83

第6章 水面舰艇及其编队指控系统信息融合原理与算法85

6.1 体系结构85

6.1.1 传感器及量测特征85

6.1.2 信息融合的基本前提条件86

6.1.3 分级融合的传感器分组及融合原则86

6.1.4 单舰信息融合体系结构87

6.1.5 舰艇编队信息融合系统体系结构89

6.2 单站多目标数据互联方法91

6.3 水面舰艇单舰多站多目标信息融合算法93

6.3.1 航迹与航迹融合算法94

6.3.2 角度组成的航迹与角度序列融合算法94

6.3.3 方位-频率组成的航迹与方位-频率序列融合96

6.4 舰艇编队信息融合算法97

6.4.1 编队信息融合准则97

6.4.2 航迹融合检验98

6.4.3 融合航迹计算99

第7章 岸基指挥自动化系统、火控系统信息融合原理与算法100

7.1 岸基指挥自动化系统信息融合原理与算法100

7.1.1 概述100

7.1.2 岸基信息融合系统体系结构与融合基本原理101

7.1.3 信息融合准则103

7.1.4 信息融合算法步骤103

7.1.5 算法的逻辑描述——原理职能框图103

7.1.6 融合算法几点评注104

7.2 火控系统信息融合原理与算法104

7.2.1 问题提出和描述104

7.2.2 信息融合体系结构与原理104

7.2.3 信息融合算法105

7.2.4 火控系统信息融合几点评注106

第8章 信息融合进一步的发展问题107

8.1 研究与应用中的几个问题107

8.1.1 概念与范围问题107

8.1.2 层次与体系结构问题109

8.1.3 应用问题110

8.2 发展指导思想111

8.3 发展展望112

第2篇 目标运动分析114

第9章 概论114

9.1 目标运动分析概念114

9.2 目标运动分析研究范围114

9.3 目标运动分析研究方法117

9.4 目标运动分析研究现状119

第10章 目标运动分析理论框架120

10.1 目标运动分析体系结构120

10.1.1 被动测距声呐目标运动分析体系结构（最内层）121

10.1.2 综合声呐目标运动分析体系结构（内层）121

10.1.3 舷侧阵声呐目标运动分析体系结构（中层）122

10.1.4 线列阵声呐目标运动分析体系结构（外层）124

10.2 目标运动分析方法126

第11章 综合声呐目标运动分析128

11.1 综合声呐目标运动分析经典方法128

11.1.1 确定性参数计算方法128

11.1.2 线性最小二乘法131

11.1.3 未能正确使用最小二乘法数学模型的几个案例分析133

11.1.4 推广的维纳滤波-变参数线性系统平滑原理138

11.1.5 卡尔曼滤波和非线性滤波应用理论140

11.1.6 识别-滤波-控制（IFC）原理142

11.1.7 人工神经网络（AN2）原理应用142

11.2 非线性最小二乘法144

11.2.1 非线性最小二乘法应用于纯方位系统目标运动分析综合评述144

11.2.2 一般非线性最小二乘法145

11.2.3 非线性最小二乘纯方位目标运动分析数学模型147

11.2.4 结论150

11.2.5 纯方位目标运动分析线性化后的最小二乘法151

11.2.6 非线性最小二乘应用结论155

11.3 纯方位系统定位与跟踪的本载体最优轨线方程及其最优轨线156

11.3.1 最优机动思想与原则157

11.3.2 最优轨线方程158

11.3.3 最优轨线计算方法162

11.3.4 最优轨线计算结果163

11.3.5 最优轨线性质169

11.3.6 最优轨线定理169

11.3.7 最优与次优轨线方程汇总（表11.5）169

11.3.8 一个实例170

11.3.9 工程简化应用172

11.3.10 结论173

附录A173

11.4 纯方位系统目标折线运动定位与跟踪原理174

11.4.1 问题描述175

11.4.2 主要结果176

11.4.3 结论182

11.5 悬停潜艇目标定位与跟踪原理182

11.5.1 潜艇悬停概述182

11.5.2 与悬停攻击相关的潜艇隐蔽攻击主要理论183

11.5.3 悬停潜艇目标定位与跟踪方法185

11.5.4 结论190

11.6 模型识别-滤波-控制（MIFC）原理191

11.6.1 识别-滤波-控制原理及其发展综合评述191

11.6.2 交互多模型（IMM）发展评述192

11.6.3 机动目标跟踪新研究评述194

11.6.4 模型最优识别原理194

11.6.5 模型最优控制原理197

11.6.6 模型识别-滤波-控制与识别-滤波-控制原理比较197

第12章 舷侧阵声呐目标运动分析199

12.1 提出问题199

12.2 被动测距声呐基本原理200

12.2.1 三点等间隔线列阵目标定位原理200

12.2.2 三点等间隔线列阵目标定位解存在唯一的充要条件202

12.2.3 讨论203

12.3 舷侧阵声呐目标运动分析（Ⅰ）——位置估计线性最小二乘法205

12.4 舷侧阵声呐目标运动分析（Ⅱ）——速度估计207

12.5 舷侧阵声呐目标运动分析（Ⅲ）——位置速度联合估计的线性最小二乘法208

第13章 拖曳线列阵声呐目标运动分析209

13.1 质心拖曳线列阵声呐目标运动分析209

13.1.1 量测原理误差论证210

13.1.2 质心线列阵单目标运动分析211

13.1.3 质心线列阵多目标运动分析213

13.2 形体拖曳线列阵目标运动分析213

13.2.1 形体拖曳线列阵单目标运动分析（一）（含时延及变化率）213

13.2.2 形体拖曳线列阵单目标运动分析（二）（含时延及变化率）——目标定位同时跟踪的数学模型221

13.2.3 形体拖曳线列阵单目标运动分析（三）（含时延及变化率）——基于时延和与差的线列阵目标定位数学模型226

13.2.4 形体线列阵声呐多目标运动分析（不含时延及变化率）232

13.3 拖曳线列阵声呐左右舷模糊问题与其解决途径239

13.3.1 左右舷模糊问题239

13.3.2 解决左右舷模糊的途径239

第14章 声呐浮标目标运动分析241

14.1 反潜各类声呐探测目标能力241

14.2 声呐浮标目标运动分析问题241

14.3 被动声呐浮标固定目标运动分析242

14.3.1 确定性参数计算方法（见图14.2）243

14.3.2 线性最小二乘法的应用244

14.3.3 线性化后最小二乘法的应用245

14.3.4 小结246

14.4 被动声呐浮标匀速直线目标运动分析246

14.4.1 确定性参数计算方法247

14.4.2 线性最小二乘法248

14.5 主动声呐浮标距离、方位联合量测固定目标运动分析250

14.6 主动声呐浮标距离、方位联合量测匀速直线目标运动分析253

14.7 主动声呐浮标纯距离量测目标运动分析254

14.7.1 主动声呐浮标纯距离量测固定目标运动分析254

14.7.2 主动声呐浮标纯距离量测匀速直线目标运动分析256

14.8 小结258

第15章 潜艇目标运动分析综合及发展综合评论260

15.1 声呐系统发展概述260

15.2 潜艇声呐系统与指控系统的综合原则、途径与关键技术261

15.2.1 潜艇声呐系统与指控系统综合原则261

15.2.2 潜艇声呐系统与指控系统综合途径261

15.2.3 潜艇声呐系统与指控系统综合关键技术262

15.3 潜艇TMA发展综合评论263

15.3.1 TMA研究学术贡献与团队分析263

15.3.2 TMA研究趋向和发展远景267

第16章 水面舰艇立体反潜系统目标运动分析综合270

16.1 反潜兵力与反潜武器270

16.1.1 反潜兵力270

16.1.2 反潜武器271

16.2 反潜武器系统272

16.2.1 反潜声呐272

16.2.2 反潜火控272

16.2.3 反潜武器系统组成273

16.3 水面舰艇反潜系统发展进程与存在问题273

16.3.1 水面舰艇反潜系统发展进程273

16.3.2 水面舰艇反潜系统存在问题273

16.4 水面舰艇立体反潜系统构想273

16.4.1 立体反潜系统使命、任务、组成与功能、性能、指挥原则、体系结构、界面273

16.4.2 立体反潜系统几个关键技术277

16.5 立体反潜系统目标运动分析信息融合277

16.5.1 直升机搜潜情报台与本舰反潜情报台的目标运动分析的信息融合278

16.5.2 拖曳线列阵声呐与舰壳声呐目标运动分析信息融合279

参考文献280