组网雷达融合处理组件化设计与仿真

数据融合处理是多雷达组网的核心.以典型防空雷达网为参考对象,采用组件化设计方式,将纽网数据融合处理过程划分为不同的组件,设计通用组件库,包括数据有效性检验、误差配准、时空对准、点迹关联、点迹融合、航迹起始、航迹滤波、航迹关联、航迹融合、航迹管理等.每个组件包含不同的处理算法,采用统一的外部接口,通过参数选择不同的处理算...     

基于目标不变信息量的模糊航迹对准关联算法

探讨了在组网雷达存在系统误差情况时的目标航迹对准关联问题。通过将探测系统误差对目标航迹的影响表示为各目标航迹数据的旋转和平移,从而说明了目标之间的相对拓扑关系不受系统误差影响;由此提出了一种雷达组网模糊航迹对准关联算法,该算法通过提取包括目标间拓扑信息在内的各种不受系统误差影响的目标不变信息量,采用模糊信息处理理论来解决目标航迹的对准关联问题,从而较好地实现了误差配准前的准确航迹对准关联。     

基于SINGER模型的实时误差配准算法及分析

系统误差配准是多平台、多传感器目标跟踪的关键环节,可以有效地估计雷达跟踪系统误差,并进行准确误差补偿。若不进行精确的系统误差配准,则可能导致多平台、多传感器跟踪系统对目标融合跟踪的错误或对同一目标产生多条航迹,从而导致系统性能恶化。给出了基于目标SINGER运动模型的扩维卡尔曼滤波算法。通过仿真实验分析了误差配准精度与机动频率的关系,结论为针对不同机动频率目标进行雷达跟踪系统的误差配准提供理论参考。     

基于数据链的雷达误差配准算法

针对没有航迹关联和系统误差分布先验信息的情况,利用数据链系统合作目标的精确参与平台定位与识别(PPLI)报告功能,提出了一种雷达系统误差配准算法.算法将雷达与PPLI航迹对映射为参数域点集,定义了参数域上的信任函数,证明了在一定假设下信任函数随公共航迹数量增加依概率收敛于以系统误差点为均值的正态分布概率密度函数,通过搜索信任函数峰值初步估计雷达系统误差.在此基础上求解雷达航迹与PPLI航迹全局最优关联关系并精确估计雷达系统误差.通过蒙特卡洛仿真验证了算法性能接近Cramér-Rao下界.     

多平台雷达点迹数据融合技术

对构建实际多平台雷达点迹数据融合系统所涉及的关键技术进行全面阐述,重点介绍理论算法与工程实际需求相结合的综合设计问题,包括空间配准、数据关联的设计准则,复杂环境下点迹估计融合中的权值计算方法以及坐标系的选取等。同时,给出一种多平台雷达数据融合系统运行环境仿真的总体结构及主要处理模型。仿真及雷达数据的验证结果表明,所提出的设计准则和计算方法具有良好的跟踪融合效果,适合应用于先进的多平台雷达数据融合系统中。     

利用k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法

针对异步和系统误差并存情况下的航迹关联问题, 提出利用航迹序列k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法。定义区间序列与区间点的k近邻区间距离度量, 提出系统误差区间化方法, 通过不等长航迹区间序列间的灰色关联度, 利用经典分配法进行航迹关联判定。与传统算法相比, 对系统误差先验信息的要求低。仿真结果表明, 算法能以较高正确率实现稳定关联, 具有良好的抗差性。算法亦可处理异步不等速率航迹关联问题, 无需时域配准, 具有明显的优势。     

基于双探测器点迹融合的机载多目标跟踪系统

多目标跟踪是多目标攻击的重要前提条件。基于数据融合技术的多目标跟踪处理分为两级 :前级为点迹融合级 ,用极大似然法设计了机载火控雷达和红外探测器的点迹融合算法。后级为融合跟踪级 ,其跟踪波门大小可调。针对近飞目标和交叉飞行目标的情况 ,点迹与航迹的关联采用了分块处理技术 ,并融合了目标的速度信息。给出了基于多探测器点迹融合的机载多目标跟踪系统的结构模型———ATSOMTA模型 ,并分析了系统的工作机制。仿真研究的结果表明了该模型的应用价值。     

模糊数据融合在组网雷达数据关联中的应用

提出了运用模糊数据融合理论解决组网雷达系统中数据关联问题的一种算法 ,采用隶属函数和模糊矩阵实现跟踪过程中点迹和航迹的关联配对 ,克服了传统的硬判断及目标数增加时计算饱和的缺点。该算法简单易行 ,适于工程应用。     

基于系统误差估计残差的错误关联检测方法

在多传感器数据融合系统中,航迹关联是后续融合处理的基础。由于随机噪声、系统误差以及虚警漏报的干扰,航迹关联结果中常常包含错误关联,错误关联对后续融合处理的影响是灾难性的。目前尚缺乏一种有效的错误关联检测手段。根据系统误差估计与航迹关联相耦合的特点,提出了利用系统误差估计残差来对错误关联进行检测的高斯检测器和卡方检测器。仿真实验表明,所提两种检测器能够有效地检测错误关联,具备良好的实际应用前景。     

一种基于宽带雷达回波的航迹起始方法

宽带雷达回波能提供高距离分辨能力,有助于实现高精度目标跟踪。但高分辨导致的目标回波分裂效应和距离跨越效应给目标检测和关联提出严峻挑战。为此,提出一种基于层次聚类的宽带目标点迹凝聚方法,实现群目标场景下检测点迹的自适应凝聚。进一步地,提出了一种基于全局运动补偿的航迹起始方法,克服传统方法在宽带航迹起始过程中补偿效果差、航迹多分枝等缺陷。最后,采用群目标场景仿真验证了本文宽带点迹凝聚和航迹起始方法的有效性。     

雷达组网中联合数据关联与偏差估计方法研究

针对雷达组网目标跟踪系统中,单雷达系统偏差严重影响多雷达航迹数据关联及融合跟踪质量的问题,提出了一种联合数据关联与系统偏差估计的方法。该方法利用对雷达系统偏差不敏感的新特征量———目标参照拓扑对多雷达航迹进行自适应的预关联,然后根据关联质量选择可靠的关联航迹对作为雷达系统偏差估计的先验信息,最后应用递归最小二乘算法进行偏差估计,估计结果可为预关联过程提供依据。在无需外界提供关联先验信息的情形下,该方法实现了对静态系统偏差的在线估计,从而可以进行及时的校准,保证了后续数据处理的有效性,具有很高的工程应用价值。仿真结果表明了该方法的有效性。     

主、被动雷达数据融合算法研究

对主、被动雷达的数据融合问题进行了研究.由于被动雷达只能测角,不能测距,当其与目标间的相对加速度为零时,目标的距离状态是不可观的,若只利用角度信息进行主、被动雷达数据互联,则当同一方向上有两个以上目标时,主、被动雷达的正确相关率较低.针对这种情况,提出了被动雷达利用伪距离测量方法来估计目标的径向距离信息,从而可利用主、被动雷达的角度和径向距离信息进行数据互联,并给出了直角坐标系下的数据互联算法.仿真结果表明,利用提出的方法可使主、被动雷达可达到较好的数据融合效果.     

Effect of biased estimation on radar-to-ESM track association

The track association problem of radar and electronic support measure (ESM) has been considered in the literature for several years.This problem is crucial for radar-to-ESM track fusion and is complicated by the presence of individual systematic errors and measurement errors.In order to improve the track association of radar and ESM sensors,a pseudo-linear filtering algorithm is proposed to estimate the target states and improve the stability of the filter.It is found that,however,the correct probability of radar-to-ESM track association decreases as the radar measurement error decreases,when the pseudo-linear filter is used for ESM sensor filtering.In view of the strange phenomenon,this paper analyzes the reason for it by using the statistic theory and further performs Monte Carlo simulation to verify the analysis.     

数据融合与雷达优化布站

雷达组网反隐身技术是现代军事领域比较关注的一个问题。其中的多雷达数据融合和雷达优化布站技术又是热点问题。本文通过例子首先分析了数据融合和雷达布站对组网系统探测性能的空间分布的影响，进而给出了一种雷达优化布站方法。该市站方法以所要探测目标的雷达散射特性（ＲＣＳ）和各雷达的空间探测特性为依据，同时也考虑到了组网系统对四抗（抗干扰、抗低空入侵、抗反辐射导弹和抗隐身目标）的要求。     

数据融合中的残差建模分析与融合算法

多传感器数据融合系统中,传感器之间存在着难以精确建模的系统误差。即便经过校准,仍然会存在残差。残差的量级与随机观测噪声相当,不同的是,残差是一种随时间慢变的系统误差。目前文献中缺乏有效的残差分析建模手段,从而难以提高融合精度。针对上述问题,建立了残差的数学模型,进而提出了残差补偿航迹融合算法。算法将残差增广至目标状态向量,在状态估计的同时完成残差补偿。仿真结果表明,残差补偿算法极大地提高了目标状态估计的精度,显著改善了机动目标的跟踪性能。最后使用雷达实测数据对算法进行仿真,验证了算法可应用于实际工程系统。     

基于两级扩展Kalman滤波的海上多平台误差配准算法

为了建立统一态势图,利用平台的低精度导航信息和相互测量的位置信息来进行海上多平台传感器数据位置对准,避免了对高精度导航设备的依赖以及将地表近似为平面所带来的误差。分析数据位置对准过程中的主要误差来源,给出对准的坐标变换模型,分别构建关于导航系统误差和传感器系统误差的测量方程和状态方程,设计两级扩展Kalman滤波配准算法对两种系统误差进行在线估计和补偿,完成海上多平台的误差配准,为后续数据关联和融合提供更高精度的传感器数据。仿真实验结果验证了算法的正确性和有效性。     

非合作双基地雷达参数测量与定位方法研究

介绍了非合作双基地雷达的基本几何关系,讨论了非合作双基地雷达中四个重要参数(基线距离、双基地距离差、发射站目标方位角、接收站目标方位角)的测量方法,利用这四个参数可构成四种定位算法。推导了这四种算法的定位误差公式。仿真结果表明,各算法的定位精度与双基地雷达系统的几何结构有关,且有着不同的空间分布规律。实际系统定位方案的选择应根据所能测出的参数来定,同时应注意各算法的适用区域。