CN114623816B - 一种机载融合信息引导传感器跟踪维护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机载融合信息引导传感器跟踪维护方法及装置，属于机载传感器管理领域，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跟踪质量需求；S3，对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；S4，通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务。本发明实现了自动OODA目标态势闭环过程，维持重点目标的跟踪，并在剩余有限资源里，支持更多目标的跟踪，为飞行员提供了更重要、更全面的态势信息，方便飞行员做出战场决策，并降低了飞行员操作负担。
Description
技术领域
本发明涉及机载传感器管理领域，更为具体的，涉及一种机载融合信息引导传感器跟踪维护方法及装置。
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。
数据融合接收机载传感器资源的点迹或航迹航迹数据，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。
目前，现有技术存在如下技术问题：跟踪质量差，控制效果不好，需要飞行员手动操作和干预较多，飞行员的操作负担较重。
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跟踪维护方法及装置，通过本机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跟踪质量需求，规划目标跟踪等级，最后调度具体传感器执行跟踪任务，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，维持重点目标的跟踪，并在剩余有限资源里，支持更多目标的跟踪，为飞行员提供了更重要、更全面的态势信息，方便飞行员做出战场决策，并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跟踪维护方法，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跟踪质量需求；
S3，对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
S4，通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务。
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，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，并评估目标的威胁等级和意图。
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。
进一步地，在步骤S1中，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，包括子步骤：根据当前目标威胁等级、意图和飞行员关注度，计算目标需要达到的跟踪质量。
进一步地，在步骤S3中，所述跟踪任务参数包括跟踪质量等级和跟踪数据率。
进一步地，在步骤S4中，所述控制传感器执行跟踪任务包括控制雷达执行跟踪任务或控制光雷执行跟踪任务。
进一步地，在步骤S4之后，包括步骤：
S5，执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。
一种执行如上所述的机载融合信息引导传感器跟踪维护方法的装置，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跟踪质量需求分析单元、规划单元和控制执行单元；
所述数据融合单元，用于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；
所述跟踪质量需求分析单元，用于通过传感器管理分析目标跟踪质量需求；
所述规划单元，用于对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
所述控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务。
进一步地，包括反馈单元，用于在执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给所述数据融合单元。
本发明的有益效果是：
(1)自动调整目标跟踪质量。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跟踪质量需求，规划跟踪任务参数，自动控制雷达或光雷执行跟踪任务，从而实现各目标的自动跟踪维护。
(2)控制效果最优。本发明实施例提出的方法根据目标的威胁等级、意图和飞行员关注度，建立算法模型，计算目标的跟踪质量需求，规划跟踪任务参数，在保证重点目标跟踪质量的情况下，尽可能多的跟踪其他目标，达到更重要、更全面的跟踪态势维护效果。
(3)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跟踪任务规划，在飞行员不干预的情况下，自动控制雷达或光雷完成跟踪任务，实现目标态势的跟踪维护，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跟踪维护方法的步骤流程图。
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。
本发明的技术构思是这样的：在跟踪任务中，本机雷达和光雷在发现目标后，会周期回访搜索该目标，以形成对该目标的稳定航迹输出。面向不同威胁等级的目标，可调整其跟踪数据率和跟踪精度，以实现恰当的跟踪维护，即威胁等级高的目标能被分配更多资源维持跟踪，威胁等级低的目标等释放更多资源以保证高威胁等级目标的跟踪维护，同时，让飞行员能掌握更全面的战场态势信息。通过传感器管理，结合各目标的威胁等级、意图和飞行员对目标的关注度，自动调整各目标的跟踪等级，以维持重点目标的跟踪，并在剩余有限资源里，支持更多目标的跟踪，使飞行员掌握更多态势，方便飞行员做出战场决策，具有重要的实际作战意义。
在实际应用中，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、态势统一、威胁评估和意图估计六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：传感器管理实时根据目标的威胁等级、意图和和飞行员关注度计算目标的跟踪质量需求。
步骤S15-1：传感器管理判断雷达是否跟踪该目标，若雷达在跟踪该目标，则计算当前跟踪质量需求所需的跟踪质量等级和跟踪数据率，若与当前跟踪任务参数一致，则跳过；若与当前跟踪任务参数不一致，则生成雷达跟踪任务参数。
步骤S15-2：传感器管理判断光雷是否跟踪该目标，若光雷在跟踪该目标，则计算当前跟踪质量需求所需的跟踪质量等级和跟踪数据率，若与当前跟踪任务参数一致，则跳过；若与当前跟踪任务参数不一致，则生成光雷跟踪任务参数。
步骤S16：传感器管理根据跟踪任务参数，控制雷达或光雷执行跟踪任务。
步骤S17：雷达或光雷执行跟踪任务后将获取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跟踪维护方法，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跟踪质量需求；
S3，对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
S4，通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务。
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，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，并评估目标的威胁等级和意图。
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。
实施例4：在实施例1的基础上，在步骤S1中，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5：在实施例1的基础上，在步骤S2中，包括子步骤：根据当前目标威胁等级、意图和飞行员关注度，计算目标需要达到的跟踪质量。
实施例6：在实施例1的基础上，在步骤S3中，所述跟踪任务参数包括跟踪质量等级和跟踪数据率。
实施例7：在实施例1的基础上，在步骤S4中，所述控制传感器执行跟踪任务包括控制雷达执行跟踪任务或控制光雷执行跟踪任务。
实施例8：在实施例1的基础上，在步骤S4之后，包括步骤：
S5，执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。
实施例9：一种执行如实施例1～8中所述的机载融合信息引导传感器跟踪维护方法的装置，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跟踪质量需求分析单元、规划单元和控制执行单元；
所述数据融合单元，用于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；
所述跟踪质量需求分析单元，用于通过传感器管理分析目标跟踪质量需求；
所述规划单元，用于对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
所述控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务。
实施例10：在实施例9的基础上，包括反馈单元，用于在执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给所述数据融合单元。
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 (2)
1.一种机载融合信息引导传感器跟踪维护方法，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跟踪质量需求；
S3，对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
S4，通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务；
在步骤S1中，所述形成统一的目标态势信息包括子步骤：将本机传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，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，并评估目标的威胁等级和意图；
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；
在步骤S1中，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；
在步骤S2中，包括子步骤：根据当前目标威胁等级、意图和飞行员关注度，计算目标需要达到的跟踪质量；
在步骤S3中，所述跟踪任务参数包括跟踪质量等级和跟踪数据率；
在步骤S4中，所述控制传感器执行跟踪任务包括控制雷达执行跟踪任务或控制光雷执行跟踪任务；
在步骤S4之后，包括步骤：
S5，执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给步骤S1中数据融合。
2.一种执行如权利要求1所述的机载融合信息引导传感器跟踪维护方法的装置，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跟踪质量需求分析单元、规划单元和控制执行单元；
所述数据融合单元，用于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；
所述跟踪质量需求分析单元，用于通过传感器管理分析目标跟踪质量需求；
所述规划单元，用于对产生的目标跟踪质量需求，规划跟踪任务参数；
所述控制执行单元，用于通过传感器管理控制传感器执行跟踪任务；
包括反馈单元，用于在执行跟踪任务后，将获取的目标点航信息反馈给所述数据融合单元。
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