[發明專利]基于投影方差判別的數據濾波方法及其實現裝置

有效

• 申請號: 202010542561.X
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN111650624B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 常凱;梁廣;王曉梅;馬菁濤;呂松玲;趙元瑞;劉會杰
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅;李鏑的

本發明提供了一種基于投影方差判別的數據濾波方法及其實現裝置，本方法根據測量的運動目標位置數據在不同航行方向上投影的分布方差的不同而提出，包括：生成運動目標所有可能的航行方向的投影基；將測量的二維位置數據在各投影基上投影，實現降維；計算位置數據投影后的數據方差，并作為估計的判決條件；比較所有經過航向投影數據的方差，選擇方差最大的投影基航向作為運動目標的航向估計，將投影后的目標數據作為航跡的初步估計結果；以及將初步估計結果作多點平均，平均后的航跡估計結果作為最終輸出結果。

技術領域

本發明涉及數據處理算法技術領域，特別涉及一種基于投影方差判別的數據濾波方法及其實現裝置。

背景技術

電子偵察衛星(Electronic Reconnaissance Satellite)是一種用于偵察、截獲敵方雷達、通信和武器遙測系統所發出的電磁信號，并測量信號源位置的偵察衛星。受衛星計算能力限制，偵察衛星只負責截獲敵方目標的原始信息，原始信息由衛星傳輸至地面，最終的情報信息由地面計算設備完成。

電子偵察衛星按照偵察對象的不同可以分為雷達情報偵察衛星和通信情報偵察衛星，按照對偵察目標的運動屬性可以分為固定目標偵察與移動目標偵察。電子偵察衛星通常運行于300公里至500公里軌道，對同一地區的重訪偵察間隔為1小時至3小時。對于固定目標可以實現多次重訪偵察，偵察質量高；對于移動目標，比如海上艦船、空中的飛機等，為了實現連續的重復偵察需要對單次偵察的數據進行處理，以便得到運動目標的位置以及航跡，從而對下一次重訪時的目標位置進行有效估計，為下一次偵察提供先驗知識達到準確的截獲目標信息的目的。

由于電子偵察衛星所處軌道較低、對地面固定區域的覆蓋范圍小，同時衛星相對于地面移動目標飛行的速度快(衛星速度約為7.9公里/秒，民航客機速度約為0.25公里/秒)，從而導致電子偵察衛星對地面目標的可視時間約為10～20分鐘。在電子偵察衛星可視時間內，飛機的運行距離(假設為勻速直線航行)約為60公里，艦船的運行距離(假設為25節勻速直線航行)約為10公里。另一方面，電子偵察衛星受技術體制、測量誤差等因素影響，測量的信號源位置具有5～10公里的隨機誤差。圖1示出現有的測量位置與真實位置關系示意圖，圖中五角星示意運動目標的真實運動軌跡，數字標明軌跡數據的順序；方塊示意電子偵察衛星測量位置，數字標明實測量位數據點的位置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于投影方差判別的數據濾波方法及其實現裝置，以解決在測量位置誤差與航跡距離相當時移動目標的航跡濾波估計問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于投影方差判別的數據濾波方法，所述基于投影方差判別的數據濾波方法依據運動目標測量位置數據在不同速度投影剖面上分布方差的不同，包括：

采用數據驅動方式，當有新的原始測量位置數據進入處理單元時，啟動一次數據處理過程；

數據單元與所有的投影基做投影運算，投影運算后的主方向為數據均值與方差的和，選出其中方差最大的投影基及投影后的數據；

通過所述方差最大的投影基計算航向角度；

根據所述航向角度估計置信度；

所述投影后的數據采用滑窗多點平均的方式進行平滑，形成數據序列；

所述數據序列為所述處理模塊的數據處理過程的最后結果。

可選的，在所述的基于投影方差判別的數據濾波方法中，所述基于投影方差判別的數據濾波方法還包括：

生成運動目標所有可能的航行方向的投影基；

將測量的二維位置數據在各投影基上投影，實現降維；

計算位置數據投影后的數據方差，并作為估計的判決條件；