[發明專利]機載平臺協同綜合傳感器系統馬爾科夫鏈誤差傳遞模型

有效

• 申請號: 202110337938.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113341385B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 宋文彬;馬霞
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01D18/00;G06N7/01
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陳慶

本發明提出的一種機載平臺協同綜合傳感器系統馬爾科夫鏈誤差傳遞模型，涉及機載平臺協同探測傳感器效能評估領域。本發明通過以下技術方案實現：機載綜合傳感器探測節點傳輸探測信息，每個節點將采樣時刻的目標狀態信息傳遞給下一個被激活簇的節點；綜合傳感器探測系統給出馬爾可夫鏈的誤差模型；根據探測機載平臺輸入的CF參數、探測誤差、導航誤差和發射時刻發射載機慣性坐標系與飛行器慣性坐標系之間對準誤差的四類誤差，建立從目標相對于探測機載平臺的雷達球坐標系起點到目標相對于飛行器平臺視線坐標系終點的馬爾可夫誤差鏈傳遞模型，求解其馬爾科夫鏈誤差鏈節點中的誤差傳遞模型；計算數據傳輸路徑，得出四類誤差源引起的目標指示誤差。

技術領域

本發明涉及飛行器探測傳感器效能評估領域，尤其是涉及協同綜合傳感器系統探測能力對指示誤差評估的機載平臺協同綜合傳感器系統馬爾科夫鏈誤差傳遞模型。

背景技術

隨著科學技術，尤其是傳感器網絡、航空電子系統的迅速發展，越來越多的傳感器被納入到機載傳感器網絡中，如何在少用有源雷達原則下，將有限機載傳感器網絡資源分配給多個不同目標完成協同跟蹤，利用數據融合技術實現綜合探測是探測傳感器發展的方向。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有對應關系的、便于應用的某些物理量的測量裝置。分析探測傳感器獲取目標過程的坐標轉換中各參數對測量結果的影響，首先要知道誤差傳遞關系。影響探測傳感器輸出精度的原因有兩個方面，一方面是導航傳感器測位測姿誤差使的計算坐標系與實際坐標系存在的誤差對結果輸出造成的誤差，另一方面是測得的目標的位置、速度等參數的測量誤差對輸出結果造成的誤差。按誤差的性質分類有系統誤差在相同測量條件下多次測量同一物理量，其誤差大小和符號保持恒定或按某一確定規律變化，此類誤差稱為系統誤差。系統誤差表征測量的準確度。由于時間的不一致和傳感器系統誤差直接影響目標探測信息的精度。隨機誤差在相同測量條件下多次測量同一物理量，其誤差沒有固定的大小和符號，呈無規律的隨機性，此類誤差稱為隨機誤差。通常用精密度表征隨機誤差的大小。準確度和精密度的綜合稱為精確度，簡稱精度。按被測量與時間的關系分類有靜態誤差，被測量不隨時間變化時測得的誤差稱為靜態誤差。動態誤差被測量在隨時間變化過程中測得的誤差稱為動態誤差。動態誤差是由于檢測系統對輸入信號響應滯后，或對輸入信號中不同頻率成分產生不同的衰減和延遲所造成的。動態誤差值等于動態測量和靜態測量所得誤差的差值。某量值誤差定義為該量的給出值(如測量值、實驗值)與其客觀值之差。隨機誤差卻服從統計規律。統計規律中，最基本最重要的一種就是高斯正態分布。服從正態分布的隨機誤差具有抵償性，即隨著測量次數n的增多，絕對值相等、符號相反的隨機誤差，其出現的次數趨于相等，從而導致各次測量誤差δ1，δ2，...,δn的總和具有正負抵償的性質，特別是當測量次數趨于無窮時，其總體平均值(又稱數學期望)趨近于零。在傳感器探測中，目標實際運動和傳感器探測數據的非線性非高斯和不確定特性，影響傳感器探測精度的因素很多，其中主要有傳感器測量誤差、探測機載平臺定位誤差、探測機載平臺姿態誤差、時間誤差等，這些誤差或單獨或相互耦合地對目標跟蹤產生影響。如何在建模時將這些誤差的影響進行合并與分解，是解決動平臺傳感器空間配準問題的關鍵。在誤差傳遞的計算方法很多，如全差分法、絕對值法、均方誤差法和蒙特卡羅法。目前對于探測機載平臺協同過程中綜合傳感器系統探測能力對飛行器指示誤差的影響分析缺乏詳細研究，未根據探測目標所經過的各環節節點建立馬爾科夫誤差傳遞模型，要么給出誤差估算公式，要么建立誤差傳遞模型不完整，無法對綜合傳感器探測誤差影響下的飛行器指示誤差進行準確定量評估。在某些實際應用背景中,目標相當于移動節點，根據傳感器的探測信號對目標進行定位跟蹤等環節,跟蹤過程的每一個環節均存在不確定因素。一般來講，馬爾科夫過程隨時間變化是連續的，當過程參數取離散時間數值時，稱之為馬爾科夫序列。馬爾科夫序列是另一類重要的時間序列，它的基本概念、基本定義、基本規律和研究的基本方法都與前面討論的時間序列完全不同。通常不強調它的時間序列性，而關注它的所謂馬爾科夫性，所以習慣上不再稱它為時間序列而稱它為馬爾科夫序列。馬爾科夫過程是一種重要的隨機過程，它假定系統可以分成若干類別或者狀態，研究對象在不同狀態之間隨機游動。如果研究對象隨時間的變化是離散的，稱之為馬爾科夫鏈。

發明內容