基于DSP的數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計

　　在TWS雷達系統(tǒng)中,對跟蹤目標(biāo)的數(shù)據(jù)進行處理常常要進行卡爾曼濾波。卡爾曼濾波是一種最優(yōu)估計的遞推濾波算法,具有實時性好和精度高的特點。但是由于其算法中多為矩陣運算,所以較其它算法如最小二乘法、α-β算法等的運算量要大。為了減小運算量以滿足系統(tǒng)反應(yīng)時間的要求,應(yīng)用中往往采用簡化的卡爾曼濾波算法,但這樣又會帶來濾波精度的降低。在設(shè)計卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理模塊時,為了解決該矛盾,采用了高速浮點型DSP TMS320C31。TMS320C31是美國TI公司的第三代DSP產(chǎn)品,其內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作以及并發(fā)I/O和CPU操作。芯片內(nèi)含有專用硬件乘法器和桶形移位寄存器,具有32位的浮點精度,特別適合類似卡爾曼濾波這樣運算量大、實時性和計算精度要求高的場合。

　　1 卡爾曼濾波算法

　　卡爾曼濾波器的狀態(tài)方程和量測方程如下:

　　ρ(K),分別為距離和徑向速度的估值

　　 θ(K)、分別為方位角和方位角速度的估值

　　 U1(K)表示T時間內(nèi)徑向速度的變化量

　　 U2(K)表示T時間內(nèi)方位角速度的變化量

　　 V1(K)為距離量測噪聲

　　V2(K)為方位角量測噪聲

　　 Z1(K)和Z2(K)分別為距離和角度的測量值