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【24h】

3-D tracking of air targets using a single 2-D radar

机译：使用单个2D雷达对空中目标进行3D跟踪

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Three-dimensional (3-D) aircraft tracking using two-dimensional (2-D) radar measurements is a common task in air traffic control (ATC) systems. In this paper, a new algorithm using a 2-D ATC radar, called HPEKF with probabilistic data association (HP-PDA-EKF), is proposed for aircraft tracking with false alarms and missed detections. An improved filter initialization technique is also proposed to yield better estimates. To mitigate the degradation in altitude estimation accuracy with increasing aircraft distance, ATC waypoints are used as extra measurement information, and a new height-parametrized cascaded PDA filter (HP-CPDAF) algorithm is proposed to make use of waypoints. The posterior Cramer-Rao lower bounds (PCRLBs) quantifying the achievable accuracies of these two filters are derived. Simulations are carried out to analyze the relationship between aircraft distance, waypoint accuracy and state estimation accuracy. The viability of using a single 2-D radar for 3-D ATC and the usefulness of the proposed algorithms under different operating conditions are analyzed. Simulation results demonstrate the validity of the proposed algorithms. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：使用二维（2-D）雷达测量值进行的三维（3-D）飞机跟踪是空中交通管制（ATC）系统中的常见任务。在本文中，提出了一种新的使用二维ATC雷达的算法，即具有概率数据关联的HPEKF（HP-PDA-EKF），该算法可用于对带有错误警报和漏检的飞机进行跟踪。还提出了一种改进的滤波器初始化技术，以产生更好的估计。为了缓解随着飞机距离的增加而导致的高度估计精度下降的问题，将ATC航路点用作额外的测量信息，并提出了一种新的高度参数化级联PDA滤波器（HP-CPDAF）算法，以利用航路点。得出量化这两个过滤器可实现精度的后Cramer-Rao下界（PCRLB）。进行仿真以分析飞机距离，航路点精度和状态估计精度之间的关系。分析了将单个2-D雷达用于3-D ATC的可行性以及所提出算法在不同工作条件下的实用性。仿真结果证明了所提算法的有效性。 （C）2019 Elsevier B.V.保留所有权利。

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