文 献 综 述
1 目标跟踪背景介绍
众所周知，火控、指控系统是武器系统和作战系统的核心，是武器威力的倍增器，而目标定位与跟踪是火控、指控系统中极为重要的处理模块。在火控系统中，它的总体任务是根据作战指挥命令，利用可获取的各种战场信息、数据，对目标进行探测、定位与跟踪，解算目标运动要素，实时提供控制武器发射所需参数，控制武器准确地对目标实施有效打击或拦截。因此，为了保证较好地完成火控任务，对目标实施连续定位、跟踪，准确求解目标运动要素是现代火控系统应具备重要功能之一，是解算武器射击控制诸元的基础。理论和实践检验表明，目标跟踪的效果严重影响火控系统的反应时间、射击精度等战技指标，同火控系统的作战效能有密切联系。目标跟踪功能模块已成为现代火控系统功能中的基本功能配置，在海军多种舰艇火控系统中得到体现[1]。
在指控系统中，目标跟踪是其航迹处理的重要内容之一。现代指控系统中的多目标航迹管理中，目标跟踪处理包括航迹起始、航迹维持（航迹关联、滤波、预测、融合）、航迹终结等处理是实现多目标航迹管理的核心内容，处理的结果对指挥员提供清晰、统一的战场态势具有重要意义。
综上所述，目标定位与跟踪是依据最佳估计原理，采用数字滤波的计算方法，对传感器接收到的量测进行处理，估计目标运动要素的数据处理过程。量测是指被噪声污染的有关目标状态的传感器观测信息，包括斜距离、方位角、高低角以及时差、多普勒频率等其他信息。目标运动要素一般指目标状态、航向、舷角等参数[2]。目标状态主要是指目标的运动分量（如位置、速度、加速度等）。通常，也把目标定位与跟踪简称为目标跟踪。
2 高精度传感器和扩展目标跟踪
目前，被动目标跟踪对于提高系统在电子战环境下的生存能力和作战能力有重要作用。在实际工程中目标距离是一个重要的运动参数，是作战决策和武器使用中考虑的重要因素。如空空导弹可以利用估计的距离决定引爆弹头的时间，非直瞄反坦克导弹需要距离去确定战场上目标的位置，目标距离在鱼雷攻击中也起到重要的作用[3]。所以在被动目标跟踪系统中能够实时获得目标距离对于工程具有重要意义。
传统的二维平面目标被动跟踪系统模型都是将目标作为质点去处理，然而随着高性能传感器的出现，目标的质点模型在很多情况下不再适用。例如，红外成像雷达可以测出刚体目标的方位角范围，高分辨率雷达在给定合理的信噪比下可以测量出刚体目标的顺向距离[4]。因此在现有的将目标视为质点的跟踪算法下，如不增加其他先验信息，很难进一步改善目标运动参数的估计精度。
近年来，现代先进传感器（如相控阵雷达、逆合成孔径雷达、高距离分辨率雷达等）技术取得了长足进步，其目标回波能对径向运动目标的多个强散射点产生量测值[5]，具有高分辨成像的能力[6-7]，不仅可以提供精确的目标运动状态，还可以分辨出其形态。此外，某些宽带雷达还可以获取目标散射中心沿雷达视线方向的高分辨率距离像[8]，能够反映出目标的形态轮廓与结构特征。上述这些高精度雷达不仅可以通过回波获取目标的径向距离、速度、俯仰角等运动量测信息，还能测量得到目标的宽度、大小等形状信息。在这种情形下，运动体不再被认为是点目标，而通常是被建模成诸如椭圆、矩形等具有一定形态的扩展目标。相应地，扩展目标跟踪技术应运而生，并在机器人识别和定位、车辆和飞行器编队跟踪、战场态势评估等民用和军事领域发挥着巨大作用。
3 椭圆形扩展目标跟踪
