一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理仿真模型中分布式組網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的實(shí)現(xiàn)方法

解放軍93861部隊(duì) 寇 偉 莊 瑾 任慧斌

一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理仿真模型中分布式組網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的實(shí)現(xiàn)方法

解放軍93861部隊(duì) 寇 偉 莊 瑾 任慧斌

本文根據(jù)某型雷達(dá)事后數(shù)據(jù)分析的樣式，采用仿真技術(shù)對(duì)組網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，形成了一種通用化的組網(wǎng)數(shù)據(jù)融合方法。

雷達(dá)；分布式組網(wǎng)；數(shù)據(jù)融合

1. 引言

根據(jù)雷達(dá)的分類(lèi)，事后數(shù)據(jù)分析及處理過(guò)程也存在很大差異，尤其是在多信息源的雷達(dá)進(jìn)行組網(wǎng)，相對(duì)于單臺(tái)設(shè)備，優(yōu)勢(shì)更加明顯，數(shù)據(jù)進(jìn)行組網(wǎng)融合后，系統(tǒng)具備更穩(wěn)定的目標(biāo)跟蹤能力，更高的跟蹤精度、擴(kuò)大了各站對(duì)空中信息識(shí)別的空域范圍，共享的數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確和高效，可靠性和抗干擾性能也有一定程度的提升。

2. 分布式組網(wǎng)數(shù)據(jù)融合

通過(guò)仿真設(shè)計(jì)，采用了分布式的組網(wǎng)模式如下圖2.1所示，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)（各雷達(dá)臺(tái)站）具備各自的數(shù)據(jù)處理模塊，能夠?qū)Λ@取的空域的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)判和預(yù)處理，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理打包上傳至上級(jí)中心節(jié)點(diǎn)，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，中心節(jié)點(diǎn)將所有下級(jí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的空域內(nèi)目標(biāo)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合和整理，最后形成更加有效的目標(biāo)信息。

圖2.1 分布式雷達(dá)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3. 分布式組網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的實(shí)現(xiàn)方法

3.1 關(guān)聯(lián)算法

現(xiàn)在各型雷達(dá)均具備航跡的跟蹤及裝訂功能，從優(yōu)先級(jí)和實(shí)時(shí)性的角度去考慮，在分布式組網(wǎng)中就不重復(fù)進(jìn)行此項(xiàng)工作，而是由各型雷達(dá)通過(guò)不同的目標(biāo)判斷后采用相應(yīng)的濾波方式進(jìn)行跟蹤，并關(guān)聯(lián)航跡，完成后上傳至上級(jí)數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行精度對(duì)比檢查工作。航跡關(guān)聯(lián)檢查，可以采用K/M法則，把兩條航跡進(jìn)行M次關(guān)聯(lián)，如有大于或等于K次關(guān)聯(lián)，則通過(guò)檢查。[1]在上級(jí)中心節(jié)點(diǎn)中，而對(duì)于兩條航跡的精度檢查我們可以采用時(shí)間統(tǒng)一對(duì)比法，在第一條航跡中選取濾波狀態(tài)、濾波協(xié)方差、時(shí)間信息等M個(gè)濾波點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在第二條航跡中選擇與第一條時(shí)間信息最接近的M個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行時(shí)間軸統(tǒng)一后，進(jìn)行關(guān)聯(lián)檢查。

不考慮目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過(guò)程噪聲的情況下，假定兩個(gè)狀態(tài)誤差的假設(shè)相互獨(dú)立。狀態(tài)估計(jì)的差為：

真實(shí)狀態(tài)差值如下：

兩個(gè)狀態(tài)來(lái)自同一目標(biāo)的假設(shè)為：

相反的，兩個(gè)狀態(tài)來(lái)自不同目標(biāo)的假設(shè)為：

兩個(gè)估計(jì)狀態(tài)差的誤差是：

假設(shè)兩個(gè)狀態(tài)誤差相互獨(dú)立，

按照上述的方法，依次對(duì)雷達(dá)a與b的所有航跡進(jìn)行兩兩關(guān)聯(lián)，統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián)結(jié)果和距離，加以判斷。如果一條航跡按照K/M法則與多條航跡關(guān)聯(lián)，則比較關(guān)聯(lián)次數(shù)，取關(guān)聯(lián)次數(shù)多的那條；如果次數(shù)相同，則取總的關(guān)聯(lián)距離最小的那條。[2]最終結(jié)果可為一條航與另一條航跡相關(guān)聯(lián)，也可為與任何航跡無(wú)關(guān)聯(lián)。

3.2 融合算法

提高跟蹤精度可采用對(duì)關(guān)聯(lián)上的航跡進(jìn)行時(shí)間配準(zhǔn)，使用加權(quán)概率融合關(guān)聯(lián)上的航跡。[3]假設(shè)在同一時(shí)間雷達(dá)1的協(xié)方差為K1，濾波值為P1，雷達(dá)N的協(xié)方差為KN，濾波值為PN，那么可得其在融合之后的協(xié)方差以及融合值：

4. 結(jié)束語(yǔ)

本文提供了一種在仿真模型中的分布式組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)融合的基本處理方式，對(duì)雷達(dá)組網(wǎng)的多樣性設(shè)計(jì)和融合策略提供了一些基本思路。

[1]趙艷麗,陳永光,汪連棟,申磊.組網(wǎng)雷達(dá)的半實(shí)物分時(shí)仿真方法[J].火力與指揮控制, 2011(12).

[2]李昌錦,陳永光,沈陽(yáng),李修.和電子戰(zhàn)環(huán)境下組網(wǎng)雷達(dá)檢測(cè)性能分析與仿真[J].火力與指揮控制,2007(01).

[3]花漢兵.雷達(dá)組網(wǎng)的特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(23).

寇偉（1981-），男，陜西西安人，工程師，研究方向：雷達(dá)工程。