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根据2D传感器的扫描特点和观测信息，建立了单站2D传感器对三维运动目标的观测模型，基于该模型提出了三维匀速运动目标的仰角参数化扩展卡尔曼滤波算法。此算法将传感器的仰角观测范围划分为若干个子区间，对各仰角子区间执行并行独立的EKF跟踪算法，并根据滤波结果动态更新各滤波器的权值，最后融合各EKF估计值得到最终的目标状态估计。计算机仿真结果证明了该算法在2D传感器对三维空间内目标跟踪定位时的有效性和优越性。