CN110990756A - 基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法 - Google Patents

基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法 Download PDF

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CN110990756A CN201911219624.1A CN201911219624A CN110990756A CN 110990756 A CN110990756 A CN 110990756A CN 201911219624 A CN201911219624 A CN 201911219624A CN 110990756 A CN110990756 A CN 110990756A
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Abstract

本发明公开了一种基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,首先保存单信息源空中目标航迹(包括雷达、ADS‑B、多点定位等)的位置和参数信息,计算目标航迹精度指标,包括位置精度、速度精度、航向精度,计算目标的完好性指标,包括航迹跟踪的完整性、航迹参数完整性和航迹参数正确性,计算航迹真伪指标,并对应量化表格取值,将量化取值结果统一到同一量纲0至1之间,应用可拓型逐层分析方法,分为目标层、准则层和指标层,确定各层的权重和各层中各指标的相对权重,形成最终该目标航迹的质量值。本发明针对信息源上报的航迹质量不一致,存在精度误差、参数缺失、航迹不完整和假目标等情况,提供了有效的信息源航迹质量评估手段。

Description

基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法
技术领域
本发明涉及一种空中目标航迹质量评估方法,特别是涉及一种基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法。
背景技术
近年来,我国在民航运输领域取得了快速发展,不断涌现出一批自动化程度较高的系统产品,包括空中交通管理系统等,空中交通管理系统可增强对航空器监视能力,系统通常会接入空管一二次雷达、ADS-B等监视信息源,供系统融合后显示系统航迹。
空中交通管理系统对信息源进行处理,形成系统航迹后在界面显示并更新,各信息源上报的航迹质量不一致,存在精度误差、参数缺失、航迹不完整和假目标等情况,目前尚缺少对信息源航迹质量的评估手段,无法选择最优信息源处理形成系统综合航迹,所以急需一种航迹质量评估手段,提供量化的航迹质量值。
发明内容
发明目的:本发明要解决的技术问题是提供一种基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,针对信息源上报的航迹质量不一致,存在精度误差、参数缺失、航迹不完整和假目标等情况,解决了缺少信息源航迹质量评估手段的问题,提供了量化的航迹质量值。
技术方案:本发明所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,包括以下步骤:
(1)保存并更新单信息源航迹信息,所述航迹信息包括最新的若干个航迹点;
(2)将航迹信息目标位置与目标真实位置进行对比,计算系统误差,统计航迹信息目标位置和目标真实位置的误差均值,计算随机误差,对系统误差和随机误差进行综合处理,量化得到位置精度值A1
(3)计算航迹信息目标速度与目标真实速度偏差的均值,量化得到速度精度值A2
(4)计算航迹信息目标航向与目标真实航向偏差的均值,量化得到航向精度值A3
(5)根据航迹信息更新周期计算理论跟踪时间和实际跟踪时间的比值,量化得到目标跟踪完整性指标B1
(6)对航迹信息中目标参数是否齐全进行评估,得到目标参数上报完整性指标B2
(7)对航迹信息中参数要素与目标真实参数要素进行比对,得到目标参数要素正确性指标B3
(8)评估目标真伪,得到目标真伪值C;
(9)判断指标A1、A2、A3、B1、B2、B3、C的取值,将取值范围不为0至1的指标进行归一化;
(10)将上述归一化后的各指标采用逐层分析法,确定指标之间的相对权重,然后求和得到质量评估值Q,作为综合评估航迹质量的结果;
(11)当单信息源或系统目标航迹更新时,返回步骤(1)重新计算。
进一步的,所述航迹信息的参数包括高度、速度、航向、航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场和国家。
进一步的,步骤(2)具体为:
(21)计算系统误差,目标飞机同时被两个雷达跟踪,雷达A和雷达B的坐标分别为(XSA,YSA)和(XSB,YSB),雷达A和雷达B对目标的量测分别为(RAA)和(RBB),雷达A的斜距误差与方位误差分别为ΔRA和ΔθA,雷达B的斜距误差与方位误差分别为ΔRB和ΔθB,目标飞机相对于雷达A和雷达B的直角坐标经误差补偿后分别为(x'A,y'A)和(x'B,y'B),
Figure BDA0002300431140000021
Figure BDA0002300431140000022
目标在公共坐标系中的量测坐标为,
Figure BDA0002300431140000023
P为AB两部雷达X方向量测偏差,Q为AB两部雷达Y方向量测偏差,
Figure BDA0002300431140000024
对于两个雷达重叠覆盖区域内的目标量测i=1,2,…,N,
Figure BDA0002300431140000025
形成矩阵,P为各次测量值,AB为矩阵变量。
P=AB,其中
求解为
B=(ATA)-1ATP
其中AT为A的转置,得到雷达A与雷达B的各个误差分量ΔRA和ΔθA、ΔRB和ΔθB
Δρ=ΔRA+RAΔθA
其中Δρ为系统误差值;
(22)计算随机误差,设某航迹系统坐标系下的相应坐标值XiYi
Figure BDA0002300431140000031
为该目标的系统航迹相应估计值,n取15至20,则这条航迹的随机误差的方差为:
Figure BDA0002300431140000032
Figure BDA0002300431140000033
Figure BDA0002300431140000034
σx为X方向的随机误差,σy为Y方向的随机误差,σxy为随机误差值;
(23)计算综合误差m,m=σxy*0.35+Δρ;
(24)根据设定的取值对应关系,将综合误差m量化得到位置精度误差值A1,A1取值范围1-15。
进一步的,步骤(5)具体为:
(51)取N=20个航迹点,如果信息更新周期未知,跟踪完整性指标B1置为0,如果已知信息源更新周期为T,计算理论跟踪时间T1,T1=(N-1)*T;
(52)统计实际跟踪目标时间为T2,T2为统计的最新点时间和最前点的时间差;
(53)计算B=T1/T2,根据设定的取值对应关系,将B量化得到跟踪完整性指标B1
进一步的,步骤(6)具体为:对目标参数是否齐全进行评估,目标参数包含航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间和国家,目标参数上报完整性指标B2初值设置为1,缺少一项减0.1。
进一步的,步骤(7)具体为:对航迹信息中参数要素与目标真实参数要素进行比对,参数包括航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间、机型架数、任务、国家参数,目标参数要素正确性指标B3初值设置为1,1项参数不正确减0.1,无参数不处理。
进一步的,步骤(8)具体为:评估目标真伪,初值置为0,每连续上报3个航迹点加0.2,增加到0.8为止,其他某信息源发现该目标,如当前值小于0.5则置为0.5,否则保持当前值不变,其他两个或以上信息源发现该目标,目标真伪值为1,得到目标真伪值C。
进一步的,步骤(10)具体为:
(101)建立分层结构,
构造三层的航迹质量层次分析结构,第一层为目标层,表示航迹质量,第二层为准则层,包括真伪和参数,第三层为指标层,包括具体航迹指标A′1、A′2、A′3、B′1以及B2、B3、C,其中,A′1、A′2、A′3、B′1为A1、A2、A3、B1归一化后的结果;
(102)构造可拓判断矩阵,
将分层结构的第二层的全部指标进行比较并判断相对重要性,构造一个可拓区间数判断矩阵A=[A-,A+],
Figure BDA0002300431140000041
为一个可拓区间,其中
Figure BDA0002300431140000042
为区间的下端点,
Figure BDA0002300431140000043
为区间的上端点;
(103)计算可拓型判断矩阵,
在可拓型判断矩阵中,A-由下端点组成的矩阵,A+是由上端点组成的矩阵,其中
Figure BDA0002300431140000044
n表示矩阵的维度,求出A-和A+最大特征值对应的具有正分量的归一化特征矢量x-和x+
计算出一致性参数k和m,计算公式如下:
Figure BDA0002300431140000045
(104)判断一致性,
如符合0≤k≤1≤m,说明可拓区间判断矩阵一致性良好,如不符合,重新定义可拓区间;
(105)求出权重大小,
求出权重矢量S,
S=(S1,S2,…,Sn)T=<kx-,mx+>
其中
Figure BDA0002300431140000051
n为矩阵维度,
求出权重P,
Figure BDA0002300431140000052
为S矩阵中任意一个子矩阵,i≠j,
Figure BDA0002300431140000053
表示Si的左端点,
Figure BDA0002300431140000054
表示Si的右端点,
Figure BDA0002300431140000055
为S矩阵中最小的区间,且V(Si,Sj)≥0,V为Si>Sj可能性程度,则
Figure BDA0002300431140000056
可得P=(P1,P2,…,Pn),表示某层上各因素对上一层某因素的单排序权重矢量,最后由此可得各权重Wi为:
Figure BDA0002300431140000057
其中,n为矩阵维数,得到该层因子对上级因素的影响权重Wt为,
Figure BDA0002300431140000058
其中t=2;
(106)按照上述方法分别计算出第三层B3、C和A′1、A′2、A′3、B′1、B2指标的权重值wi 3
(107)计算质量评估值Q作为综合评估航迹质量的结果,W1=1,公式如下:
Figure BDA0002300431140000059
本发明所述的计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序在被计算机处理器执行时实现上述基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法。
有益效果:本方法的显著优点为:1)本发明根据系统误差和随机误差判别位置精度,既考虑了位置的偏离,同时考虑了航迹的抖动,真实反映航迹质量状态,并对应表格量化表示为1-15的数值,浅显易懂,对管制员有较高的参考价值;2)本发明不但考虑了位置精度,也考虑速度和航向的偏差,航迹运行状态反映全面,实用价值高;3)本发明评估航迹质量时,除了位置考虑了航迹的连续性、目标参数的完整性、目标参数的准确性和航迹真伪,考虑要素全,可对航迹质量综合评定,思路清晰,算法简单明确;4)本发明对离散的目标航迹精度、完好性、真伪进行了分层处理,逐层评估质量,每一层建立可拓型指标,计算权重后形成了量化的质量值,数字化描述航迹质量这一综合指标。
附图说明
图1是本实施方式中方法的流程图;
图2是本实施方式中航迹质量层次分析结构图。
具体实施方式
该发明主要应用于空中交通运输领域,适用于空中交通管制系统等目标监视系统,对单信息源上报的航迹质量进行评估。本实施方式中方法流程如图1所示,具体为:
步骤1、保存单信息源或系统航迹信息,信息至少包括最新20个位置点、高度、速度、航向、航班号、二次代码、起飞机场、降落机场、国家,在航迹更新时,更新保存的信息;
步骤1-1、建立原始航迹和系统航迹的存储结构并分配空间,用于保存原始航迹和系统航迹信息;建立原始航迹存储结构数组,如下,
Figure BDA0002300431140000061
Figure BDA0002300431140000071
步骤1-2、接收到位置或参数信息更新时,目标航迹信息同步更新。
步骤2、通过某时刻航迹信息目标位置与目标真实位置对比,取15至20个航迹点,通过标准雷达方法,计算系统误差,统计航迹信息目标位置和目标真实位置(可取可信信息源的位置,如GPS回传等)的误差均值,计算随机误差,统计航迹的抖动性指标,对系统误差和随机误差综合处理,根据表格1对比,量化得到位置精度值A1,取值范围1-15;
步骤2-1、计算系统误差,目标飞机同时被两个雷达跟踪,假设雷达A和雷达B的坐标分别为(XSA,YSA),(XSB,YSB),雷达A和雷达B对目标的量测分别为(RAA)和(RBB),雷达A的斜距误差与方位误差分别为ΔRA和ΔθA,雷达B的斜距误差与方位误差分别为ΔRB和ΔθB,目标飞机相对于雷达A和雷达B的直角坐标经误差补偿后分别为(x'A,y'A)和(x'B,y'B),由以上假设,可以得到(x'A,y'A)和(x'B,y'B)描述式如下:
Figure BDA0002300431140000072
Figure BDA0002300431140000073
在没有随机误差的影响下,雷达A和雷达B测得的目标的真实坐标在数据处理中心的公共坐标系中的坐标应该是一致的,即
Figure BDA0002300431140000074
而实际上目标在公共坐标系中的量测坐标为
Figure BDA0002300431140000075
可以得到式,P为AB两部雷达X方向量测偏差,Q为AB两部雷达Y方向量测偏差
Figure BDA0002300431140000081
对于两个雷达重叠覆盖区域内的目标量测i=1,2,…,N,可以有式
Figure BDA0002300431140000082
此时误差修正问题变为求解下面的一个线性方程组的问题,形成矩阵后,P为各次测量值,AB为矩阵变量。
P=AB,其中
求解为B=(ATA)-1ATP
其中AT为A的转置,可以得到雷达A与雷达B的各个误差分量ΔRA和ΔθA,ΔRB和ΔθB
Δρ=ΔRA+RAΔθA
其中Δρ为系统误差值。
执行步骤2-2;
步骤2-2、计算随机误差,随机误差反映在上报航迹的晃动性上,设某航迹系统坐标系下的相应坐标值XiYi
Figure BDA0002300431140000083
为该目标的系统航迹相应估计值,n取15至20,则这条航迹的随机误差的方差为:
Figure BDA0002300431140000084
Figure BDA0002300431140000085
Figure BDA0002300431140000086
σx为X方向的随机误差,σy为Y方向的随机误差,σxy为随机误差值,执行步骤2-3;
步骤2-3、计算综合误差m,m=σxy*0.35+Δρ,执行步骤2-4;
步骤2-4、m与表1比对,得到位置精度误差值A1,取值范围1-15。
表1位置精度值对应表
Figure BDA0002300431140000091
步骤3、取15至20个航迹点,计算航迹信息目标速度Vi与目标真实速度pVi偏差的均值Δv,其中N取15至20,
Figure BDA0002300431140000092
根据表2对比,得到速度精度值A2,取值范围1-5;
表2速度精度值对应表
Figure BDA0002300431140000093
Figure BDA0002300431140000101
步骤4、取15至20个航迹点,计算航迹信息目标航向Ci与目标真实航向PCi偏差的均值Δc,其中N取15至20,
Figure BDA0002300431140000102
根据表3对比,得到航向精度值A3,取值范围1-5;
表3航向精度值对应表
Figure BDA0002300431140000103
步骤5、取20个航迹点,根据周期计算理论跟踪时间和实际跟踪时间的比值,其中,周期为已知的航迹更新周期T,或者为统计的平均更新周期,理论跟踪时间为t,t=T*(N-1),N=20。实际跟踪时间为最新点和首点的时间差,根据表4比对,得到目标跟踪完整性指标B1,取值范围为1-7;
表4目标跟踪完整性指标对应表
Figure BDA0002300431140000104
Figure BDA0002300431140000111
例如,目标0501批,更新周期为4秒,9:00:00开始统计,更新19点后,共20个航迹点,时间为9:01:33,其理论跟踪时间T1=(20-1)*4,为76秒,实际跟踪时间为93秒,可见存在丢点,没有连续跟踪的情况,比值为0.817,通过与表格4比对,目标跟踪完整性指标B1为5;
步骤5-1、取N(15至20)个航迹点,如果信息更新周期未知,跟踪完整性指标B1置为0,如果已知信息源更新周期为T,,计算理论跟踪时间T1,T1=(N-1)*T执行步骤5-2;
步骤5-2、统计实际跟踪目标时间为T2,T2为统计的最新点时间和最前点的时间差,执行步骤5-3;
步骤5-3、计算目标跟踪完整性指标B=T1/T2,通过与表格4的比对,得到目标跟踪完整性指标B1,取值范围为1-7。
步骤6、对目标参数是否齐全进行评估,空中目标应包含航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间和国家,初值设置为1,缺少一项减0.1,得到目标参数要素上报的完整性B2,取值范围为0至1。
步骤7、与目标真实信息要素(取可信信息源)进行比对,包含航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间、国家参数,初值设置为1,一项参数不正确减0.1,无参数不处理,得到目标参数要素上报的正确性B3,取值范围为0至1。
步骤8、评估目标真伪,如评估单信息源航迹,初值置为0,每连续上报3个航迹点加0.2,增加到0.8为止,其他某信息源发现该目标,如当前值小于0.5则置为0.5,否则保持当前值不变,其他两个或以上信息源发现该目标,目标真伪值为1。如评估系统航迹,采用各单信息源目标真伪值得最大值,得到航迹真伪值C,取值范围0至1。
如雷达1发现某目标0501,更新了4个位置点,其他信息源没有发现,则单信息源的航迹真伪值为0.2。一分钟后,红外侦测手段发现该目标,目标真伪值为0.5。五分钟后,雷达2也发现了该目标,目标真伪值为1。
步骤9,对A1、A2、A3、B1进行归一化处理,将它们评估结果量化到同一量纲,即将其评估值均转换到0至1之间。如A1归一化处理后得到A′1
Figure BDA0002300431140000112
其中,(A′1)max=1,(A′1)min=0,(A1)max=15,(A1)min=1。如当A1=15时,归一化结果为A′1=1。同理得A′2、A′3、B′1
步骤10,将归一化后的各参数A′1,A′2,A′3,B′1以及B2,B3,C等指标采用可拓型逐层分析法,确定这七个指标之间的相对权重,再求和。所得结果用于最终综合评估航迹质量Q。
具体包括以下步骤:
(1)构造航迹质量层次分析结构,如图2所示,分为三层,第一层为目标层,表示航迹质量,第二层为准则层,包括真伪和参数,第三层为指标层,为具体航迹指标A′1,A′2,A′3,B′1以及B2,B3,C,其中B3为目标参数正确性指标参数,C为描述目标真伪可能性指标参数,A′1,A′2,A′3,B′1,B2为精度等指标参数。
(2)构造可拓判断矩阵,在建立分层结构后,将第二层的全部指标(真伪和参数)进行比较并判断相对重要性,构造一个可拓区间数判断矩阵A=[A-,A+],见表5所示;
表5准则层对目标层的可拓判断矩阵
Figure BDA0002300431140000121
(3)在可拓型判断矩阵中,A-由下端点组成的矩阵,A+是由上端点组成的矩阵,其中
Figure BDA0002300431140000122
n表示矩阵的维度,
Figure BDA0002300431140000123
为一个可拓区间,
Figure BDA0002300431140000124
为区间的下端点,
Figure BDA0002300431140000125
为区间的上端点。首先要求出A-和A+最大特征值对应的具有正分量的归一化特征矢量x-和x+,分别为
x-=(0.8567,0.1433)T
x+=(0.8567,0.1433)T
并由公式
Figure BDA0002300431140000131
可得K=0.9897,m=1.0102。
(4)由(3)可知0<=k<=1<=m,所以可拓区间判断矩阵一致性良好,如不符合0≤k≤1≤m,可让重新定义可拓区间;
(5)求出权重矢量S,根据公式:
S=(S1,S2,…,Sn)T=<kx-,mx+>
其中
Figure BDA0002300431140000132
n为矩阵维度,
算出矢量权重为:
S1=<0.8479,0.8655>
S2=<0.1418,0.1447>
Figure BDA0002300431140000133
为S矩阵中任意一个子矩阵(i≠j),
Figure BDA0002300431140000134
表示Si的左端点,
Figure BDA0002300431140000135
表示Si的右端点,
Figure BDA0002300431140000136
为S矩阵中最小的区间,且V(Si,Sj)≥0,V为Si>Sj可能性程度,再由公式
Figure BDA0002300431140000137
可得P=(P1,P2,…,Pn),表示某层上各因素对上一层某因素的单排序权重矢量,最后由此可得各权重Wi为:
Figure BDA0002300431140000138
其中,n为矩阵维数,得到该层因子对上级因素的影响权重Wt为,
Figure BDA0002300431140000139
其中t=2;
此例中,P=(70.5522,1)T可得W2=(0.9860,0.0140),故可得表6。
表6准则层对目标层的贡献程度
Figure BDA0002300431140000141
同理,依次类推,逐层计算其他指标。表7、表8为各指标的可拓性判断矩阵。
表7指标层对准则层的可拓性判断矩阵
Figure BDA0002300431140000142
表8指标层对准则层的可拓性判断矩阵
Figure BDA0002300431140000143
最终得到表9为算出指标层对目标层的贡献程度。
表9指标层对准则层的贡献程度
Figure BDA0002300431140000151
得到最终的W2W3=(0.4930,0.4930,0.0056,0.0028,0.0036,0.0004,0.0017);
(6)计算综合评估航迹质量的结果,由于已知W1=1,公式如下:
Figure BDA0002300431140000152
可得Q=0.0056A′1+0.0028A′2+0.0036A′3+0.0004B′1+0.0017B2+0.4930B3+0.4930C。
本发明实施例如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本发明实例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应的,本发明的实施例还提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序。当所述计算机程序由处理器执行时,可以实现前述基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法。例如,该计算机存储介质为计算机可读存储介质。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (9)

1.一种基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)保存并更新单信息源航迹信息,所述航迹信息包括最新的若干个航迹点;
(2)将航迹信息目标位置与目标真实位置进行对比,计算系统误差,统计航迹信息目标位置和目标真实位置的误差均值,计算随机误差,对系统误差和随机误差进行综合处理,量化得到位置精度值A1
(3)计算航迹信息目标速度与目标真实速度偏差的均值,量化得到速度精度值A2
(4)计算航迹信息目标航向与目标真实航向偏差的均值,量化得到航向精度值A3
(5)根据航迹信息更新周期计算理论跟踪时间和实际跟踪时间的比值,量化得到目标跟踪完整性指标B1
(6)对航迹信息中目标参数是否齐全进行评估,得到目标参数上报完整性指标B2
(7)对航迹信息中参数要素与目标真实参数要素进行比对,得到目标参数要素正确性指标B3
(8)评估目标真伪,得到目标真伪值C;
(9)判断指标A1、A2、A3、B1、B2、B3、C的取值,将取值范围不为0至1的指标进行归一化;
(10)将上述归一化后的各指标采用逐层分析法,确定指标之间的相对权重,然后求和得到质量评估值Q,作为综合评估航迹质量的结果;
(11)当单信息源或系统目标航迹更新时,返回步骤(1)重新计算。
2.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于:所述航迹信息的参数包括高度、速度、航向、航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场和国家。
3.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(2)具体为:
(21)计算系统误差,目标飞机同时被两个雷达跟踪,雷达A和雷达B的坐标分别为(XSA,YSA)和(XSB,YSB),雷达A和雷达B对目标的量测分别为(RAA)和(RBB),雷达A的斜距误差与方位误差分别为ΔRA和ΔθA,雷达B的斜距误差与方位误差分别为ΔRB和ΔθB,目标飞机相对于雷达A和雷达B的直角坐标经误差补偿后分别为(x'A,y'A)和(x'B,y'B),
Figure FDA0002300431130000021
Figure FDA0002300431130000022
目标在公共坐标系中的量测坐标为,
Figure FDA0002300431130000023
P为AB两部雷达X方向量测偏差,Q为AB两部雷达Y方向量测偏差,
Figure FDA0002300431130000024
对于两个雷达重叠覆盖区域内的目标量测i=1,2,…,N,
Figure FDA0002300431130000025
形成矩阵,P为各次测量值,AB为矩阵变量。
P=AB,其中
求解为B=(ATA)-1ATP
其中AT为A的转置,得到雷达A与雷达B的各个误差分量ΔRA和ΔθA、ΔRB和ΔθB
Δρ=ΔRA+RAΔθA
其中Δρ为系统误差值;
(22)计算随机误差,设某航迹系统坐标系下的相应坐标值XiYi
Figure FDA0002300431130000026
为该目标的系统航迹相应估计值,n取15至20,则这条航迹的随机误差的方差为:
Figure FDA0002300431130000027
Figure FDA0002300431130000028
Figure FDA0002300431130000029
σx为X方向的随机误差,σy为Y方向的随机误差,σxy为随机误差值;
(23)计算综合误差m,m=σxy*0.35+Δρ;
(24)根据设定的取值对应关系,将综合误差m量化得到位置精度误差值A1,A1取值范围1-15。
4.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(5)具体为:
(51)取N=20个航迹点,如果信息更新周期未知,跟踪完整性指标B1置为0,如果已知信息源更新周期为T,计算理论跟踪时间T1,T1=(N-1)*T;
(52)统计实际跟踪目标时间为T2,T2为统计的最新点时间和最前点的时间差;
(53)计算B=T1/T2,根据设定的取值对应关系,将B量化得到跟踪完整性指标B1
5.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(6)具体为:对目标参数是否齐全进行评估,目标参数包含航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间和国家,目标参数上报完整性指标B2初值设置为1,缺少一项减0.1。
6.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(7)具体为:对航迹信息中参数要素与目标真实参数要素进行比对,参数包括航班号、二次代码、高度、起飞机场、降落机场、起飞时间、降落时间、机型架数、任务、国家参数,目标参数要素正确性指标B3初值设置为1,1项参数不正确减0.1,无参数不处理。
7.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(8)具体为:评估目标真伪,初值置为0,每连续上报3个航迹点加0.2,增加到0.8为止,其他某信息源发现该目标,如当前值小于0.5则置为0.5,否则保持当前值不变,其他两个或以上信息源发现该目标,目标真伪值为1,得到目标真伪值C。
8.根据权利要求1所述的基于可拓型逐层分析的空中目标航迹质量评估方法,其特征在于,步骤(10)具体为:
(101)建立分层结构,
构造三层的航迹质量层次分析结构,第一层为目标层,表示航迹质量,第二层为准则层,包括真伪和参数,第三层为指标层,包括具体航迹指标A′1、A′2、A′3、B′1以及B2、B3、C,其中,A′1、A′2、A′3、B′1为A1、A2、A3、B1归一化后的结果;
(102)构造可拓判断矩阵,
将分层结构的第二层的全部指标进行比较并判断相对重要性,构造一个可拓区间数判断矩阵A=[A-,A+],
Figure FDA0002300431130000041
为一个可拓区间,其中
Figure FDA0002300431130000042
为区间的下端点,
Figure FDA0002300431130000043
为区间的上端点;
(103)计算可拓型判断矩阵,
在可拓型判断矩阵中,A-由下端点组成的矩阵,A+是由上端点组成的矩阵,其中
Figure FDA0002300431130000044
n表示矩阵的维度,求出A-和A+最大特征值对应的具有正分量的归一化特征矢量x-和x+
计算出一致性参数k和m,计算公式如下:
Figure FDA0002300431130000045
(104)判断一致性,
如符合0≤k≤1≤m,说明可拓区间判断矩阵一致性良好,如不符合,重新定义可拓区间;
(105)求出权重大小,
求出权重矢量S,
S=(S1,S2,…,Sn)T=<kx-,mx+>
其中
Figure FDA0002300431130000046
n为矩阵维度,
求出权重P,
Figure FDA0002300431130000047
为S矩阵中任意一个子矩阵,i≠j,
Figure FDA0002300431130000048
表示Si的左端点,
Figure FDA0002300431130000049
表示Si的右端点,
Figure FDA00023004311300000410
为S矩阵中最小的区间,且V(Si,Sj)≥0,V为Si>Sj可能性程度,则
Figure FDA0002300431130000051
可得P=(P1,P2,…,Pn),表示某层上各因素对上一层某因素的单排序权重矢量,最后由此可得各权重Wi为:
Figure FDA0002300431130000052
其中,n为矩阵维数,得到该层因子对上级因素的影响权重Wt为,
Figure FDA0002300431130000053
其中t=2;
(106)按照上述方法分别计算出第三层B3、C和A′1、A′2、A′3、B′1、B2指标的权重值wi 3
(107)计算质量评估值Q作为综合评估航迹质量的结果,W1=1,公式如下:
Figure FDA0002300431130000054
9.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序在被计算机处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的方法。
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