可观测性分析是目标运动分析的一个重要内容,它不仅是目标状态是否有解的判据,而且还决定着目标状态估计的滤波结构。只有在满足系统可观测的前提下,进一步研究目标定位与跟踪算法、单观测站的机动航路优化、多观测站的站址布局优化等问题才有意义,因此,这一章的研究内容是开展第3~6章研究的理论基础。
线性系统的可观测性有着明确的概念,关于非线性系统的可观测性,Kou曾提出了可观测性的比例条件和半正定条件。Lee和Dunn等人又进一步指出 [9] ,对于非线性系统
如果对于凸集 S ∈ R n 上的所有 x 0 ,都有
是正定的,则系统在 S 上是完全可以观测的,式中:
Φ ( t , t 0 )是 的转移矩阵。这种在线性系统可观测性Grammer阵中,用相应的 Jacobian 矩阵代替状态转移和测量矩阵,以Grammer阵的正定性来检测非线性系统可观测性的方法,已得到工程上的应用。
对于上面系统的离散形式
状态方程是线性的,观测方程是非线性的,则一个等价的结论是,对于初始集 S 中的 ,记
其中Jacobian矩阵
如果存在正整数 N ,使得
则系统在 S 上是完全可观测的。
本章主要研究满足单站纯距离系统的可观测性条件问题,为目标状态是否有解提供判断的依据。