[發(fā)明專利]一種低慢小目標(biāo)探測系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)融合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911372187.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110929810B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 池姍姍;張靚;孟偉;郭正紅
• 申請（專利權(quán)）人: 航天南湖電子信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務(wù)所(普通合伙) 42216
• 代理人: 李杰

1.一種低慢小目標(biāo)探測系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于：它是通過包括如下步驟完成的：

步驟一、對接收到的單雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

a）所述預(yù)處理包括剔除野值數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)，其中野值數(shù)據(jù)指超出測量范圍的數(shù)據(jù)，無效數(shù)據(jù)指數(shù)據(jù)格式不符合的數(shù)據(jù)；

步驟二、將各雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)到統(tǒng)一的地心空間直角坐標(biāo)系；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通過兩步完成，步驟如下：

ａ）雷達(dá)測量的目標(biāo)距離、方位、俯仰為極坐標(biāo)值，將極坐標(biāo)值變換到以雷達(dá)站址為中心的大地直角坐標(biāo)系；

ｂ）將以雷達(dá)站址為中心的大地直角坐標(biāo)值變換到地心空間直角坐標(biāo)系；雷達(dá)的站址經(jīng)緯高為，其在地心空間直角坐標(biāo)系的值為：

由大地直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到地心空間直角坐標(biāo)系：

步驟三、將各單雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)由接收時間對齊到當(dāng)前數(shù)據(jù)融合時間；接收時間為，數(shù)據(jù)融合時刻為，融合時刻各雷達(dá)航跡位置為：

其中分別為時刻雷達(dá)測量的目標(biāo)位置，分別為時刻雷達(dá)測量的目標(biāo)位置，為目標(biāo)運(yùn)動速度，為目標(biāo)運(yùn)動加速度；

步驟四、各單雷達(dá)航跡分別與所有系統(tǒng)航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，選出距離最小的航跡點(diǎn)作為關(guān)聯(lián)成功的點(diǎn)，進(jìn)行后續(xù)的融合；

航跡關(guān)聯(lián)由三步完成，步驟如下：

ａ）計(jì)算雷達(dá)的航跡與每一條系統(tǒng)航跡的距離值，判斷該距離值是否落入關(guān)聯(lián)門內(nèi)，距離計(jì)算公式為：

其中為雷達(dá)的航跡的位置坐標(biāo)，為系統(tǒng)航跡的位置坐標(biāo)，若，則認(rèn)為系統(tǒng)航跡落入了雷達(dá)的航跡的關(guān)聯(lián)門內(nèi)；

ｂ）對雷達(dá)的航跡，在落入其關(guān)聯(lián)門內(nèi)的所有系統(tǒng)航跡中選出距離最近的，認(rèn)為該雷達(dá)的該條航跡與此系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)上；

ｃ）重復(fù)步驟四的步驟ａ）和ｂ）直至所有雷達(dá)的所有航跡均完成關(guān)聯(lián)，得到每一條系統(tǒng)航跡對應(yīng)的多個雷達(dá)或單個雷達(dá)的關(guān)聯(lián)航跡；

步驟五、計(jì)算步驟四得到的各關(guān)聯(lián)航跡參與融合時的融合系數(shù)，其中融合系數(shù)計(jì)算包括：計(jì)算航跡上報(bào)頻率F、航跡穩(wěn)定性系數(shù)S、航跡準(zhǔn)確性系數(shù)A、外推系數(shù)E、融合系數(shù)Q，計(jì)算方法如下：

ａ）航跡上報(bào)頻率Ｆ計(jì)算：航跡報(bào)告頻率即該雷達(dá)航跡在一個融合周期內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出率；

F=融合周期/航跡數(shù)據(jù)輸出周期

b）航跡穩(wěn)定性系數(shù)S計(jì)算：通過二次函數(shù)回歸擬合該航跡歷史數(shù)據(jù)得出，體現(xiàn)該雷達(dá)自身航跡報(bào)告的穩(wěn)定性；

雷達(dá)的航跡歷史航跡點(diǎn)數(shù)為，坐標(biāo)分別為，將該個點(diǎn)通過二次函數(shù)擬合，得到擬合后的航跡函數(shù)為，

擬合回歸平方和為：

其中分別為對應(yīng)的擬合值，分別為對應(yīng)的均值；

擬合殘差平方和為：

擬合系數(shù)計(jì)算公式為：

該航跡的擬合系數(shù)為：

c）航跡準(zhǔn)確性系數(shù)計(jì)算：由近期報(bào)告位置與預(yù)測的融合位置計(jì)算得出，體現(xiàn)該雷達(dá)近期報(bào)告與融合值在位置上的偏離程度；

系統(tǒng)航跡預(yù)測位置為，當(dāng)前雷達(dá)測量位置為，距離偏差為：

航跡準(zhǔn)確性系數(shù)為：

d）外推系數(shù)計(jì)算：一個無量綱系數(shù)，取值0~1，該周期雷達(dá)航跡有更新則為1，若無更新則E為一個小于1但大于0的值；

e）融合系數(shù)計(jì)算：融合系數(shù)是由上述反應(yīng)航跡質(zhì)量的系數(shù)計(jì)算得到，計(jì)算公式為：

步驟六、利用步驟四計(jì)算得到的當(dāng)前各關(guān)聯(lián)航跡融合系數(shù)，加權(quán)平均融合各單源航跡信息，得到融合航跡更新值，即：

其中為與該系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)上的單雷達(dá)航跡數(shù)，為第個與該系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)上的單雷達(dá)航跡。