In this dissertation, target tracking schemes that can track targets with low complexity are studied in multistatic radar system.
The first study deals with track initiation scheme utilizing the geometric characteristics of multistatic radar system with multiple transmitter multiple receiver (MTMR). Multistatic radar system, composed of monostatic radar and bistatic radar, has been recently studied actively because it can have the advantages of both radars. To initiate tracks in Multitarget tracking (MTT), the MTT problem should be solved, but is further complicated in multistatic radar system where the number of receivers and transmitters for target tracking increases. In this study, we propose a novel method to solve the MTT problem in MTMR. The proposed algorithm solves the uncertainty probelm between measurements and targets by using the geometric characteristic of multistatic radar system. Unlike the conventional methods of track initiation by calculating a likelihood function, it is shown that the proposed algorithm can initiate the tracks with less complicated computation.
In the second study, a position dilution of precision (PDOP)-based target tracking algorithm in single transmitter multiple receiver (STMR) is proposed. Performance of estimation accuracy improves when the target position is estimated by using more measurements received in STMR, but the computational complexity also increases. Therefore, we proposed a PDOP-based target tracking algorithm with high estimation accuracy while reducing the computational complexity. PDOP is determined by the location
of transmitters, receivers, and a target in multistatic radar system where the lower value of PDOP improves estimation accuracy. However, it is difficult to track the target using the optimal receivers in real time because exhaustive search is only the method to find the receivers having the lowest PDOP value. Therefore, in this study, we derive a method for finding receivers with low PDOP value for the minimum number of receivers required for target tracking. It is shown that the estimation accuracy of the proposed algorithm is comparable with that of exhaustive search that provides optimal receivers.
본 학위 논문에서는 멀티스태틱 레이더 시스템에서 실시간 표적 추적용 저복잡도의 표적 추적 기법에 대해
연구한다.
첫번째 연구에서는 멀티스태틱 레이더의 기하학 특성을 이용하여 다중 송신기 다중 수신기 (MTMR, multiple transmitter multiple receiver) 환경에서의 트랙 초기설정 방법을 제안한다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 모노스태틱 레이더와 바이스태틱 레이더로 구성된 시스템으로 두 레이더의 장점을 모두 가질 수 있기에 최근 활발하게 연구되고 있다. 다수의 표적이 존재하는 시스템 환경에서 트랙 초기 위치 설정을 위해서는 다중표적 추적 (MTT, multitarget tracking) 문제를 해결해야한다. 하지만, 사용되는 송신기와 수신기의 개수가 많아지는 멀티스태틱 레이더 시스템에서는 다중표적 추적 문제가 단일 레이더 시스템의 경우 보다 훨씬 더 복잡해진다. 본 연구에서는 MTMR 환경에서 발생하는 다중표적 추적 문제를 해결하기 위하여 새로운 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 관측값과 표적사이에 불확실성 문제를 멀티스태틱 레이더의 기하학 특성을 이용하여 해결한다. 표적의 예측된 위치에 대해 관측값의 우도함수를 구하는 기존의 방법과는 달리 제안된 알고리즘은 복잡한 연산없이 표적의 트랙을 초기설정할 수 있음을 보였다.
두번째 연구에서는 단일 송신기 다중 수신기 (STMR, single transmitter multiple receiver) 환경에서 PDOP (position dilution of precision) 기반의 표적 추적 방법을 제안한다. STMR환경에서 수신된 모든 관측값을 이용하여 표적의 위치를 추정하는 경우 추정 정확도는 높아지지만 시스템의 복잡도가 높아진다는 단점이 있다. 따라서, 시스템의 복잡도를 낮추면서도 추정 정확도가 높은 PDOP 기반의 알고리즘을 제안한다. PDOP 값은 멀티스태틱 레이더에서 표적, 송신기, 그리고 수신기의 위치에 따라 결정되며 PDOP 값이 낮을수록 평균 추정 정확도가 높아진다. 하지만 가장 낮은 PDOP 값을 가지는 수신기 쌍을 찾기 위해서는 모든 해 탐색을 해야하기 때문에, 실시간으로 최적 수신기 쌍을 이용하여 표적을 추적하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 표적 추적에 필요한 최소한의 수신기 쌍들 중 낮은 PDOP 값을 가지는 쌍을 찾는 방법을 제안하고, 이를 수학적으로 검증하였다. 제안된 알고리즘은 가장 낮은 PDOP 값을 가지는 수신기 쌍으로 표적의 위치를 추정했을 때와 추정 성능은 유사하고 복잡도가 크게 감소함을 보였다.
