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超视距雷达，又叫超地平线雷达，与视距雷达不同的是，它不受地球曲率限制，可以探测到以雷达站为基准的水平视线以下的目标。它的工作频段一般是在短波波段，最低频率为3MHZ，最高频率为30MHZ。它具有抗隐身飞行器、天然抗低空突防、抗反辐射导弹、探测距离远、覆盖面积大等优点。超视距雷达在远距离对低空、海面目标探测的优势对国防建设、国民经济和科学研究都起着重要的作用。本文是对超视距雷达信息处理技术进行研究，由于天波超视距雷达在实际应用中最为广泛，因此本文的重点研究对象就选取天波超视距雷达。具体研究内容主要包括天波超视距雷达的目标探测和滤波跟踪算法的研究，并在此基础上对算法进行了一些改进。文章的主要研究工作如下所示：（1）研究天波超视距的探测原理以及探测模型，并在简要介绍单目标概率数据关联算法的基础上，对多目标联合概率数据关联算法进行了介绍并进行了模拟仿真，然后将蚁群算法应用到了多目标跟踪中，并对蚁群算法进行了改进，引入标识因子来调节信息素的增量，以避免更新过程中信息素浓度陷入局部最优的情况。通过实验对比，该改进算法在跟踪效果上要有明显提高。（2）在单模型滤波跟踪的研究中，首先介绍了滤波比较常用的卡尔曼滤波以及扩展卡尔曼滤波，并对扩展卡尔曼滤波进行了仿真。针对扩展卡尔曼滤波中误差不够小以及计算过程复杂等问题，对UKF算法进行了研究，先通过对已有的一种改进UKF算法在天波超视距雷达中的应用进行了仿真，然后提出了一种新的改进方法，加入了整体最小二乘法进行拟合，并做了仿真对比，对比的结果表明改进的算法误差要小于之前的算法。（3）在多模型滤波跟踪的研究中，针对机动运动的情况，首先介绍了交互式多模型IMM算法，然后将IMM-UKF算法应用到天波超视距雷达的跟踪中，并进行了仿真。