CN101231340A - 多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，它使用多雷达的综合航迹信息和参与该综合航迹融合处理的单雷达航迹的位置信息，处理的时间信息等参数计算各单雷达的配准误差；然后使用该配准误差校正单雷达航迹的位置，校正后的数据参与融合处理，通过融合处理-误差配准-校正三个步骤循环进行，并对配准误差进行送代处理。它可以校正系统误差、能满足多雷达系统航迹融合处理的实时性要求。

Description

多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法

技术领域

本发明属于数据融合和计算机技术领域，涉及数据融合、数据分析。

背景技术

航迹融合处理是空中交通自动化系统中的关键技术。融合处理后的航迹位置必须有很高的精度，才能满足空中管制/管理需要。在影响融合处理精度的因素中，系统误差是一种主要的因素，它是一种确定性的误差，需进行误差配准处理予以消除，以达到去除系统误差，提高融和处理精度的目的。

现主要使用的误差配准方法包括基于RTQC的误差配准方法，基于LS的误差配准方法等。基于RTQC的误差配准方法是将不同雷达对同一目标的探测值投影到同一公共的二维坐标系中，只能估计雷达的方位误差和距离误差，该算法的性能受到目标分布的影响比较严重，要求目标必须分布在雷达站连线的两侧。这些算法的一个共同缺点是实时性较差，不能满足多雷达系统的实时性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，以消除系统误差、满足多雷达系统航迹融合处理的实时性要求。

本发明的目的是这样实现的：一种多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，包括如下步骤：

a)、使用多雷达系统处理后反馈的综合航迹位置信息和参与该综合航迹融合处理的单雷达航迹的位置信息，处理的时间信息等参数计算各单雷达的配准误差，其具体步骤如下：

a₁)、接收综合航迹信息：单雷达子系统接收多雷达子系统发送的综合航迹数据并保存。数据传输协议为UDP/IP协议；

a₂)、相关处理：将单雷达航迹和综合航迹进行相关处理，判定它们是否是同一目标。相关的原则是根据目标的标识码和它们的距离来判定，如果标识码和距离都满足相关条件，则认为它们是同一目标航迹，否则不予处理；

a₃)、配准误差计算：将综合航迹和与之相关的单雷达航迹位置统一到以单雷达站位置为坐标中心的同一坐标系下，计算它们的位置误差，同时进行时间对准，即根据当前时间和接收综合航迹时间的偏差精确计算位置误差。计算出来的值为该单雷达的配准误差；设e_i，n为第i部雷达第n次的配准误差矢量，S_i，n为第i部相关的单雷达航迹第n次位置向量，S_M，n为综合航迹位置向量，Δt为本次时间偏移，则有：

e_i，n＝ΔtS_M，n-S_i，n

由于S_M，n是由各单雷达航迹位置加权融合计算得到，因此上式可写为：

$e_{i,n}=\mathrm{\Δt}\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{S}_{i,n}}{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i}-S_{i,n}$

b)、在随后的数据处理中，使用该配准误差校正单雷达航迹的位置：根据计算得到的某部雷达的配准误差e_i，对该部雷达探测的目标位置进行校正，校正后的位置S_i，n+1为式(3)，其中S^D _i，n为本次探测的目标位置；

$S_{i,n+1}=S_{i,n+1}^D+e_{i,n}$

c)、b步骤的校正数据参与融合处理，并通过融合处理-误差配准-校正三个步骤循环进行，对配准误差进行迭代处理。

本发明的有益效果是：

基于反馈信息的误差配准计算方法，计算方法简单，实时性好，当综合航迹的位置根据各相关单雷达航迹位置进行加权平均计算得到的情况下，计算获取的配准误差精度较好。

本发明主要用于多雷达系统融合处理时的误差配准。

该方法可用于军航和民航的各级空管中心，对参与多雷达系统融合处理的单雷达目标进行误差配准，以消除系统误差，提高多雷达系统的处理精度。

本方法简单实用，提高了多雷达融合处理的实时性，减少了系统的计算量。

附图说明

图1是误差配准计算方法的流程图；

图2是误差迭代处理流程示意图。

具体实施方式

多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，使用多雷达系统处理后反馈的综合航迹位置信息和参与该综合航迹融合处理的单雷达航迹的位置信息，处理的时间信息等参数计算各单雷达的配准误差，在随后的数据处理中，使用该配准误差校正单雷达航迹的位置，然后参与融合处理。通过融合处理-误差配准-校正三个步骤循环进行，对配准误差进行迭代处理(参见图2)。

多雷达系统融合处理时，综合航迹的位置由参与融合的各相关单雷达航迹的位置进行加权平均计算得到。而在计算各相关单雷达的加权值时，单雷达航迹的位置与综合航迹的预测位置的偏差占有较大的权重，同时将该位置偏差反馈给相应的单雷达处理系统，单雷达系统进行使用此位置偏差、处理时间的偏移计算配准误差，并使用改误差校正单雷达航迹。主要包括以下步骤：

1、接收综合航迹信息：单雷达子系统接收多雷达子系统发送的综合航迹数据并保存。数据传输协议为UDP/IP协议；

2、相关处理：将单雷达航迹和综合航迹进行相关处理，判定它们是否是同一目标。相关的原则是根据目标的标识码和它们的距离来判定，如果标识码和距离都满足相关条件，则认为它们是同一目标航迹，否则不予处理；

3、配准误差计算：将综合航迹和与之相关的单雷达航迹位置统一到同一坐标系下(以单雷达站位置为坐标中心)。计算它们的位置误差，同时进行时间对准，即根据当前时间和接收综合航迹时间的偏差精确计算位置误差。计算出来的值为该单雷达的配准误差。设e_i，n为第i部雷达第n次的配准误差向量，S_i，n为第i部相关的单雷达航迹第n次位置向量，S_M，n为综合航迹位置矢量，Δt为本次时间偏移，则有：

e_i，n＝ΔtS_M，n-S_i，n    (1)

由于S_M，n是由各单雷达航迹位置加权融合计算得到，因此上式可写为：

$e_{i,n}=\mathrm{\Δt}\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{S}_{i,n}}{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i}-S_{i,n}---\left(2\right)$

4、位置校正：根据计算得到的某部雷达的配准误差e_i，对该部雷达探测的目标位置进行校正，校正后的位置S_i，n+1为式(3)，其中S^D _i，n为本次探测的目标位置。

$S_{i,n+1}=S_{i,n+1}^D+e_{i,n}---\left(3\right)$

Claims (2)

1.一种多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，其特征是：包括如下步骤：

a)、使用多雷达系统处理后反馈的综合航迹位置信息和参与该综合航迹融合处理的单雷达航迹的位置信息，处理的时间信息等参数计算各单雷达的配准误差，其具体步骤如下：

a₁)、接收综合航迹信息：单雷达子系统接收多雷达子系统发送的综合航迹数据并保存。数据传输协议为UDP/IP协议；

a₂)、相关处理：将单雷达航迹和综合航迹进行相关处理，判定它们是否是同一目标。相关的原则是根据目标的标识码和它们的距离来判定，如果标识码和距离都满足相关条件，则认为它们是同一目标航迹，否则不予处理；

a₃)、配准误差计算：将综合航迹和与之相关的单雷达航迹位置统一到以单雷达站位置为坐标中心的同一坐标系下，计算它们的位置误差，同时进行时间对准，即根据当前时间和接收综合航迹时间的偏差精确计算位置误差。计算出来的值为该单雷达的配准误差；设e_i，n为第i部雷达第n次的配准误差矢量，S_i，n为第i部相关的单雷达航迹第n次位置向量，S_M，n为综合航迹位置向量，Δt为本次时间偏移，则有：

e_i，n＝ΔtS_M，n-S_i，n    (1)

由于S_M，n是由各单雷达航迹位置加权融合计算得到，因此式(1)可写为：

$e_{i,n}=\mathrm{\Δt}\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{S}_{i,n}}{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i}-S_{i,n}---\left(2\right)$

b)、在随后的数据处理中，使用该配准误差校正单雷达航迹的位置：根据计算得到的某部雷达的配准误差e_i，n，对该部雷达探测的目标位置进行校正，校正后的位置S_i，n+1为式(3)，其中S^D _i，n为本次探测的目标位置；

$S_{i,n+1}=S_{i,n+1}^D+e_{i,n}---\left(3\right)$

c)、b步骤的校正数据参与融合处理，并通过融合处理-误差配准-校正三个步骤循环进行，对配准误差进行迭代处理。

2.根据权利要求1所述多雷达系统航迹融合处理时的误差配准方法，其特征是：所述根据综合航迹与单雷达航迹位置信息计算配准误差，并用它校正单雷达航迹位置。

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