CN114613037B - 一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法及装置，属于机载传感器资源管理领域，包括步骤：S1，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；S2，通过传感器管理分析目标态势信息的补维和/或质量提升需求；S3，对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；S4，通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。本发明实现了自动OODA目标态势闭环过程，为飞行员提供了更好的态势质量，降低了飞行员操作负担。

Description

一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及机载传感器资源管理领域，更为具体的，涉及一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法及装置。

背景技术

现代空战系统中，机载传感器资源包括雷达、电子战、光电、数据链、无线电导航、识别等六大类传感器。雷达主动发射无线波并接收反射回波，经过检测、滤波等信号处理实现对目标的搜索和跟踪，其为机载系统最重要的任务传感器。电子战分为电侦和电抗两部分，电侦接收目标辐射的无线电波，经过检测、分选、识别、定位等信号处理实现对目标的截获，电抗主动发射特定无线电波实现对敌无线电和雷电系统的干扰或欺骗。光电分为光电成像和光雷两部分，光电成像接收光信号实现对目标光信号的侦察、成像和告警，光雷接收光信号实现对目标光信号的搜索、跟踪和测距。数据链建立与地面、与卫星、与友机的通信，实现战术指引、态势信息交互和话音交互。无线电导航包括无线电高度表、塔康、微波、仪表、伏尔等，实现对飞机高度、方位、俯仰、距离等位置信息的定位。识别包括识别应答、识别询问、空中交通管制、空中交通避撞、自动相关监视等，实现对敌我飞机的识别。

传感器管理综合控制和监视机载传感器资源，以智能/自动/手动的方式，确定何时使用何种传感器，以及传感器的执行参数，以实现最优的搜索、最精确的跟踪、最佳的干扰、最优质的通信、最恰当的导航以及最准确的识别。传感器管理的目标是在作战中实现“人在闭环”控制需求，发挥人机结合优势，提高传感器的操作效率和可靠性，降低飞行员操作负担，使飞行员更集中于战术决策。

传统提示搜索由飞行员手动操作，飞行员既要操作飞行，又要更改传感器的工作参数，给飞行员造成了巨大的负担。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法及装置，以解决背景中提出的问题。通过本机或机外传感器观测到的目标信息，经过数据融合形成统一的目标态势信息，由传感器管理分析目标的补维或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数，最后调度具体传感器执行提示搜索任务，并将捕获的目标信息发送给数据融合，实现了自动OODA目标态势闭环过程，为飞行员提供了更好的态势质量，降低了飞行员操作负担。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法，包括步骤：

S1，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

S2，通过传感器管理分析目标态势信息的补维和/或质量提升需求；

S3，对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

S4，通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。

进一步地，在步骤S1中，所述形成统一的目标态势信息包括子步骤：将本机感器观测到的目标信息和机外传感器观测到的目标信息这些多源头点迹和航迹进行关联，从而将不同来源的传感器点航信息通过关联算法生成最终的统一的目标态势信息。

进一步地，在步骤S1中，所述本机传感器观测到的目标信息，包括雷达观测到的目标点迹或航迹信息、电侦观测到的目标点迹信息、以及光雷观测到的目标航迹信息；所述机外传感器观测到的目标信息，包括通过数据链传递的友机雷达观测到的目标点迹或航迹信息、友机电侦观测到的目标点迹信息、友机光雷观测到的目标航迹信息、地面站观测到的目标点迹或航迹信息、舰船观测到的目标点迹或航迹信息、卫星观测到的目标点迹信息以及情报获取的目标点迹信息。

进一步地，在步骤S2中，所述分析目标态势信息的补维需求，包括子步骤：对缺少维度信息的目标是否需要补充维度信息、对缺少俯仰和距离维度信息的目标补充俯仰和距离维度信息需求、对缺少距离维度信息的目标补充距离维度信息需求。

进一步地，在步骤S2中，所述分析目标态势信息的质量提升需求，包括子步骤：对目标精度质量低于设定比较值的目标是否需要提升目标精度质量、对可提升距离精度的目标产生距离精度提升需求、对可提升方位和俯仰精度的目标产生方位俯仰精度提升需求。

进一步地，在步骤S3中，所述规划执行传感器，包括选择雷达执行、选择光雷执行、或选择雷达和光雷都执行中任一种方案。

进一步地，在步骤S3中，所述规划提示搜索任务参数，包括规划提示搜索的次数、规划提示搜索的方位中心、规划提示搜索的俯仰中心、规划提示搜索的方位宽度、规划提示搜索的俯仰宽度。

进一步地，在步骤S4中，所述控制传感器执行提示搜索任务，包括控制雷达何时执行提示搜索任务、控制雷达何时完成提示搜索任务、控制光雷何时执行提示搜索任务、控制光雷何时完成提示搜索任务。

进一步地，在步骤S4之后，还包括步骤：

S5，执行提示搜索任务后将捕获的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。

一种执行如上任一所述机载融合信息引导传感器提示搜索方法的装置，包括数据融合单元和传感器管理单元，所述传感器管理单元包括补维和/或质量提升需求分析单元、规划单元和控制执行单元；

数据融合单元，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

补维和/或质量提升需求分析单元，用于通过传感器管理分析目标态势信息的补维和/或质量提升需求；

规划单元，用于对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。

本发明的有益效果是：

(1)自动补维目标态势。本发明实施例提出的方法通过数据融合实时给出的目标态势信息，传感器管理可自动分析各目标是否有补充俯仰或距离维度需求。对有补维需求的目标，传感器管理选择雷达或光雷执行，并规划其提示搜索任务参数，自动控制雷达或光雷执行提示搜索任务，从而实现目标的补维需求。

(2)自动提高目标精度质量。本发明实施例提出的方法通过数据融合实时给出的目标态势信息，传感器管理可自动分析各目标是否有提高方位、俯仰或距离质量精度需求。对有提高质量精度需求的目标，传感器管理选择雷达或光雷执行，并规划其提示搜索任务参数，自动控制雷达或光雷执行提示搜索任务，从而实现目标的精度质量提高需求。

(3)控制结果可靠。本发明实施例提出的方法流程可靠，充分考虑了各源目标的维度和精度质量特性，以及雷达和光雷两种传感器的性能参数，从而发起提示搜索任务。

(4)控制效果最优。本发明实施例提出的方法根据各源目标的维度和精度质量特性，建立算法模型，选择最合适的传感器，规划最优的搜索次数和搜索区域，在保证目标截获概率的情况下，尽可能缩短目标被捕获的时间，达到最佳的提示搜索效果。

(5)减少飞行员操作。本发明实施例提出的方法通过传感器管理的自动目标态势分析和提示搜索任务规划，在飞行员不干预的情况下，自动控制雷达或光雷完成提示搜索任务，实现目标态势的补维和精度质量提升，降低了飞行员的操作负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所涉及的机载软件系统架构图；

图2为本发明实施例提出的机载融合信息引导传感器提示搜索方法的步骤流程图。

具体实施方式

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

下面根据附图1～图2，对本发明的技术构思、工作原理、功效和工作过程作进一步详细说明。

本发明实施例在解决背景中技术问题的过程中，发现了如下新的技术问题：

数据融合接收机载传感器资源的点迹或航迹数据，通过数据预处理、目标关联、航迹管理和态势统一四个阶段，形成统一的敌我态势信息展示给飞行员。数据融合解决机外多平台、本机不同类型传感器目标信息冗余、冲突、噪声、混乱等问题，向飞行员提供一致、统一的战场敌我态势。

在探测任务中，本机雷达、电侦、光电成像和光雷可搜索发现目标，但因为各传感器提供的信息维度和信息精度的不同，需要引导其他传感器对该目标区域提示搜索，以提供更优质的目标信息质量。例如，电侦发现目标，但只有方位信息，此时可引导雷达或光雷提示搜索，以弥补目标的俯仰和距离信息。例如，雷达发现目标，此时可引导光雷提示搜索，以提高目标的方位和俯仰精度。同样，数据链提供友机或天基情报发布的目标信息，但该目标信息滞后、且相对本机坐标精度较差，需要引导本机传感器对该目标区域提示搜索，以获取更优质的目标信息质量。这种，通过本机或外部信息引导的传感器提示搜索是一种重要的综合探测模式，可以降低目标的截获时间，提高目标的信息质量，具有重要的实际应用价值。

因此，如何采用一种自动的提示搜索方式，利用数据融合提供的统一目标态势信息，判断目标信息的维度缺失或质量低下，由传感器管理规划并执行提示搜索任务，对减少飞行员操作、提高态势质量具有重要的意义。

在实际应用中，本发明实施例的技术方案包括如下步骤：

步骤S11：数据融合实时接收本机雷达、电侦、光雷探测到的目标点航信息，以及数据链传输的友机观测/舰船观测/地面站观测/卫星观测/情报获取的目标点航信息。

步骤S12：数据融合通过数据预处理、目标关联、航迹管理和态势统一四个阶段最终将不同来源的传感器点航信息生成一致、统一的目标态势信息。

步骤S13：数据融合将生成的统一目标态势实时传递给传感器管理。

步骤S14：传感器管理实时判断各目标是否缺少维度信息或精度质量是否较低。对缺少维度信息的目标，传感器管理根据目标威胁状态判断目标是否需要发起提示搜索，提出目标补维需求。对精度质量较低的目标，传感器管理根据目标威胁状态判断是否需要发起提示搜索，提出目标距离精度提升需求或方位俯仰精度提升需求。

步骤S15-1：传感器管理针对目标补维需求，判断目标是否在雷达或光雷威力覆盖范围内，且雷达或光雷对该目标没有观测，若条件都成立则发起提示搜索任务，并根据当前提示目标的位置信息、精度信息和运动信息规划提示搜索的次数、提示搜索的方位中心、提示搜索的俯仰中心、提示搜索的方位宽度、提示搜索的俯仰宽度等任务参数，在保证目标截获概率的情况下，尽可能缩短目标被捕获的时间。

步骤S15-2：传感器管理针对目标距离精度提升需求，判断目标是否在雷达威力覆盖范围内，且雷达对该目标没有观测，若条件都成立则发起提示搜索任务，并根据当前提示目标的位置信息、精度信息和运动信息规划提示搜索的次数、提示搜索的方位中心、提示搜索的俯仰中心、提示搜索的方位宽度、提示搜索的俯仰宽度等任务参数，在保证目标截获概率的情况下，尽可能缩短目标被捕获的时间。

步骤S15-3：传感器管理针对目标方位俯仰精度提升需求，判断目标是否在光雷威力覆盖范围内，且光雷对该目标没有观测，若条件都成立则发起提示搜索任务，并根据当前提示目标的位置信息、精度信息和运动信息规划提示搜索的次数、提示搜索的方位中心、提示搜索的俯仰中心、提示搜索的方位宽度、提示搜索的俯仰宽度等任务参数，在保证目标截获概率的情况下，尽可能缩短目标被捕获的时间。

步骤S16：传感器管理根据提示搜索任务参数，控制雷达或光雷执行提示搜索任务，并要求在一定截止时间内完成任务。

步骤S17：雷达或光雷执行提示搜索任务后将捕获的目标点航信息反馈给数据融合。

实施例1：一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，包括步骤：

S1，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

S2，通过传感器管理分析目标态势信息的补维和/或质量提升需求；

S3，对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

S4，通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。

实施例2：在实施例1的基础上，在步骤S1中，所述形成统一的目标态势信息包括子步骤：将本机感器观测到的目标信息和机外传感器观测到的目标信息这些多源头点迹和航迹进行关联，从而将不同来源的传感器点航信息通过关联算法生成最终的统一的目标态势信息。

实施例3：在实施例1的基础上，在步骤S1中，所述本机传感器观测到的目标信息，包括雷达观测到的目标点迹或航迹信息、电侦观测到的目标点迹信息、以及光雷观测到的目标航迹信息；所述机外传感器观测到的目标信息，包括通过数据链传递的友机雷达观测到的目标点迹或航迹信息、友机电侦观测到的目标点迹信息、友机光雷观测到的目标航迹信息、地面站观测到的目标点迹或航迹信息、舰船观测到的目标点迹或航迹信息、卫星观测到的目标点迹信息以及情报获取的目标点迹信息。

实施例4：在实施例1的基础上，在步骤S2中，所述分析目标态势信息的补维需求，包括子步骤：对缺少维度信息的目标是否需要补充维度信息、对缺少俯仰和距离维度信息的目标补充俯仰和距离维度信息需求、对缺少距离维度信息的目标补充距离维度信息需求。

实施例5：在实施例1的基础上，在步骤S2中，所述分析目标态势信息的质量提升需求，包括子步骤：对目标精度质量低于设定比较值的目标是否需要提升目标精度质量、对可提升距离精度的目标产生距离精度提升需求、对可提升方位和俯仰精度的目标产生方位俯仰精度提升需求。

实施例6：在实施例1的基础上，在步骤S3中，所述规划执行传感器，包括选择雷达执行、选择光雷执行、或选择雷达和光雷都执行中任一种方案。

实施例7：在实施例1的基础上，在步骤S3中，所述规划提示搜索任务参数，包括规划提示搜索的次数、规划提示搜索的方位中心、规划提示搜索的俯仰中心、规划提示搜索的方位宽度、规划提示搜索的俯仰宽度。

实施例8：在实施例1的基础上，在步骤S4中，所述控制传感器执行提示搜索任务，包括控制雷达何时执行提示搜索任务、控制雷达何时完成提示搜索任务、控制光雷何时执行提示搜索任务、控制光雷何时完成提示搜索任务。

实施例9：在实施例1的基础上，在步骤S4之后，还包括步骤：

S5，执行提示搜索任务后将捕获的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。

实施例10：一种执行实施例1～9任一所述机载融合信息引导传感器提示搜索方法的装置，包括数据融合单元和传感器管理单元，所述传感器管理单元包括补维和/或质量提升需求分析单元、规划单元和控制执行单元；

数据融合单元，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

补维和/或质量提升需求分析单元，用于通过传感器管理分析目标态势信息的补维和/或质量提升需求；

规划单元，用于对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的技术，例如具体的技术细节，工作条件和其他的技术条件等。

本发明功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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，在一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)以及相应的软件中执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，进行测试或者实际的数据在程序实现中存在于只读存储器(Random Access Memory，RAM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (8)

1.一种机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，包括步骤：

S1，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

S2，通过传感器管理确定目标态势信息的补维和/或质量提升需求；补维需求为对缺少俯仰和距离维度信息的目标补充俯仰和距离维度信息需求、对缺少距离维度信息的目标补充距离维度信息需求；质量提升需求为对可提升距离精度的目标产生距离精度提升需求、对可提升方位和俯仰精度的目标产生方位俯仰精度提升需求；

S3，对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

S4，通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。

2.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S1中，所述形成统一的目标态势信息包括子步骤：将本机感器观测到的目标信息和机外传感器观测到的目标信息这些多源头点迹和航迹进行关联，从而将不同来源的传感器点航信息通过关联算法生成最终的统一的目标态势信息。

3.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S1中，所述本机传感器观测到的目标信息，包括雷达观测到的目标点迹或航迹信息、电侦观测到的目标点迹信息、以及光雷观测到的目标航迹信息；所述机外传感器观测到的目标信息，包括通过数据链传递的友机雷达观测到的目标点迹或航迹信息、友机电侦观测到的目标点迹信息、友机光雷观测到的目标航迹信息、地面站观测到的目标点迹或航迹信息、舰船观测到的目标点迹或航迹信息、卫星观测到的目标点迹信息以及情报获取的目标点迹信息。

4.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S3中，所述规划执行传感器，包括选择雷达执行、选择光雷执行、或选择雷达和光雷都执行中任一种方案。

5.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S3中，所述规划提示搜索任务参数，包括规划提示搜索的次数、规划提示搜索的方位中心、规划提示搜索的俯仰中心、规划提示搜索的方位宽度、规划提示搜索的俯仰宽度。

6.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S4中，所述控制传感器执行提示搜索任务，包括控制雷达何时执行提示搜索任务、控制雷达何时完成提示搜索任务、控制光雷何时执行提示搜索任务、控制光雷何时完成提示搜索任务。

7.根据权利要求1所述的机载融合信息引导传感器提示搜索方法，其特征在于，在步骤S4之后，还包括步骤：

S5，执行提示搜索任务后将捕获的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。

8.一种执行权利要求1～7任一所述机载融合信息引导传感器提示搜索方法的装置，其特征在于，包括数据融合单元和传感器管理单元，所述传感器管理单元包括补维和/或质量提升需求分析单元、规划单元和控制执行单元；

数据融合单元，通过数据融合将本机和/或机外传感器观测到的目标信息形成统一的目标态势信息；

补维和/或质量提升需求分析单元，用于通过传感器管理确定目标态势信息的补维和/或质量提升需求；

规划单元，用于对产生的目标态势信息的补维和/或质量提升需求，规划执行传感器和提示搜索任务参数；

控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行提示搜索任务。