[發明專利]基于距離分步聚類的雷達航跡抗差關聯方法

有效

• 申請號: 201611247248.3
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106646450B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 齊林;何友;熊偉;董凱;劉瑜;修建娟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及雷達數據融合技術領域，針對目標密集分布、系統誤差時變、傳感器上報目標不一致等復雜環境下的雷達實時航跡關聯問題，提供一種基于距離分步聚類的雷達航跡抗差關聯方法。首先推導運動平臺等價量測方程，基于等價量測的一階Taylor級數展開得到全局直角坐標系中狀態估計分解方程，基于真實狀態對消得到航跡距離矢量，基于距離最小均值實施航跡粗關聯，基于高斯隨機矢量統計特性推導類間距離門限并基于距離分步聚類實施航跡細關聯。本申請的主要特點是錯誤關聯率低，關聯準確性和復雜環境適應性相比現有方法有較大幅度的提升。

技術領域

本申請屬于雷達數據融合技術領域，提供一種系統誤差存在條件下基于距離分步聚類的雷達航跡抗差關聯方法。

背景技術

在多傳感器信息融合系統中，為剔除不同傳感器對相同目標的重復跟蹤航跡并有效提高跟蹤精度，需要對多傳感器上報的航跡數據進行有效關聯，進而剔除冗余航跡，合并不完整航跡，得到觀測環境清晰的統一的完整的態勢信息。由于目標分布情況、運動規律及數據處理方法等因素的影響，融合中心往往較難做出各目標航跡的準確關聯，而傳感器系統誤差的存在又進一步增加了航跡關聯的復雜性。

傳統的航跡關聯方法忽略了系統誤差的存在，假設目標的狀態估計數據中只包含隨機誤差，把航跡關聯作為全局優化問題進行處理，在實際應用中造成較大的誤關聯率和漏關聯率。現有的多傳感器航跡抗差關聯技術如基于目標拓撲信息或圖像配準技術的航跡抗差關聯方法都存在一定程度的缺陷，關聯準確性、運算實時性和復雜環境適應能力有待提高。

發明內容

要解決的技術問題

遠距離偵察監視、目標密集分布、系統誤差時變、雷達上報目標不一致等復雜環境下的雷達航跡實時關聯問題。

技術方案

本申請所述的基于距離分步聚類的雷達航跡抗差關聯方法包括以下技術流程：航跡距離矢量求取、基于距離最小均值的粗關聯、基于距離分步聚類的細關聯。

(1)航跡距離矢量求取

等價量測表示只受系統誤差影響的目標狀態，以融合中心O(0,0)為原點的全局直角坐標中，等價量測與目標真實狀態滿足式(1)關系，

其中表示k時刻雷達m對第i個目標在全局直角坐標下的等價量測，表示k時刻雷達m上報的第i個目標的真實狀態，[x_sm(k) y_sm(k)]^T表示雷達m位置坐標，△ρ^m(k)、△θ^m(k)分別表示雷達的距離、方位角量測系統誤差，旋轉矩陣，

基于位置等價量測的全微分得到速度等價量測

在以融合中心O(0,0)為坐標原點的全局直角坐標系中，表示目標真實狀態，表示濾波得到的目標狀態估計。將等價量測

在一階泰勒級數展開得到全局直角坐標系下狀態估計分解方程，

其中，

服從零均值的高斯分布，誤差協方差矩陣

式(5)建立了全局直角坐標系下目標狀態估計與目標真實狀態、系統誤差和隨機誤差之間的加性關系。假設各狀態變量、矢量已經過時間對準到同一時刻，為簡化表示，公式中省去表示時間的變量k，

狀態估計矢量對消得到，