基于多探測(cè)器組網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合算法研究

摘 要 文章從未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境出發(fā)，建立多探測(cè)器組網(wǎng)探測(cè)目標(biāo)模式，針對(duì)數(shù)據(jù)融合中存在的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一和航跡關(guān)聯(lián)等關(guān)鍵算法進(jìn)行研究，給出了科學(xué)的計(jì)算公式，為數(shù)據(jù)融合的仿真計(jì)算、模型建立等具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 多探測(cè)器；組網(wǎng)；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；時(shí)標(biāo)統(tǒng)一；航跡關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0074-01

近些年來(lái)，隨著高新技術(shù)不斷應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，數(shù)據(jù)融合技術(shù)受到人們普遍關(guān)注，數(shù)據(jù)融合現(xiàn)已被軍事領(lǐng)域和民營(yíng)領(lǐng)域廣泛采用，特別是基于多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)的融合，對(duì)于提高探測(cè)精度、消除探測(cè)盲區(qū)有著較高的軍事和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。

1 多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)融合特點(diǎn)分析

單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)信息數(shù)據(jù)的探測(cè)和多探測(cè)器對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的探測(cè)在原理上沒(méi)有區(qū)別，但在數(shù)據(jù)處理上有很大的差異。組網(wǎng)給出的目標(biāo)信息是網(wǎng)內(nèi)多探測(cè)器探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合后的結(jié)果。

基于多探測(cè)器的數(shù)據(jù)融合需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）組網(wǎng)的系統(tǒng)誤差校正；

2）探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

3）探測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間同步處理；

4）探測(cè)數(shù)據(jù)的算法研究。

2 探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法[2]

因?yàn)楦魈綔y(cè)器所處的位置不同，其探測(cè)數(shù)據(jù)是以探測(cè)器本身為中心的，必須要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，換算成以基準(zhǔn)點(diǎn)為中心的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。為了減小數(shù)據(jù)處理的誤差，一定要避免近似計(jì)算[3]。

2.1 探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

多探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)的位置信息需要在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中表達(dá)，這就涉及統(tǒng)一坐標(biāo)系的選定和探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

一般來(lái)說(shuō)，在計(jì)算中應(yīng)當(dāng)選取一個(gè)定點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，因?yàn)檫@樣可以很清晰的描述目標(biāo)相對(duì)于地球的具體位置。在這里我們選取地球的中心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用極坐標(biāo)表示為，其中表示第i個(gè)目標(biāo)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地經(jīng)度，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地緯度。在以大地中心為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中（正北為Z軸）橢圓方程為[4]：

進(jìn)行微分處理得到切線方程為：

得到法線方向的角度方程為：

其中為緯度方向上某一點(diǎn)的法線與x軸之間的夾角。

假設(shè)探測(cè)器的坐標(biāo)為，用迪卡爾坐標(biāo)系表達(dá)為，其中x軸指向正北，z軸指向曲面的法線方向，探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)位置信息為，轉(zhuǎn)換到迪卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方程為：

2.2 探測(cè)報(bào)文的時(shí)標(biāo)統(tǒng)一[4]

通常情況下，各探測(cè)器的數(shù)據(jù)采集周期不同，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的時(shí)標(biāo)也不同，要進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)融合，就必須進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)就是將不同探測(cè)器在不同時(shí)間探測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)上。下面以兩個(gè)探測(cè)器為例進(jìn)行說(shuō)明。

假設(shè)探測(cè)器1的掃描周期為，探測(cè)器2的掃描周期為，且。圖1給出了探測(cè)器1和探測(cè)器2的一個(gè)探測(cè)序列。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)按以下方法進(jìn)行：

圖1 探測(cè)器1、2的探測(cè)時(shí)間序列

1）每隔時(shí)間進(jìn)行一個(gè)對(duì)準(zhǔn)處理。設(shè)定開(kāi)始時(shí)刻為0，生成一個(gè)處理時(shí)刻序列。利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)記錄探測(cè)器的觀測(cè)時(shí)間，直到檢測(cè)到探測(cè)器輸出了新的數(shù)據(jù)報(bào)文，用新的報(bào)文更新舊的報(bào)文。

2）在時(shí)間間隔中，探測(cè)器發(fā)送的報(bào)文時(shí)標(biāo)分別為和，在對(duì)時(shí)刻數(shù)據(jù)處理時(shí)，若，則把探測(cè)器2在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到；若，則把探測(cè)器1在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到。在每個(gè)數(shù)據(jù)處理時(shí)刻進(jìn)行以上時(shí)間對(duì)準(zhǔn)操作，則保證兩個(gè)探測(cè)器對(duì)同一目標(biāo)的報(bào)文時(shí)標(biāo)是一致的。

同理，可以對(duì)多個(gè)探測(cè)器進(jìn)行時(shí)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)，以得到同一時(shí)標(biāo)下的探測(cè)信息，以便與數(shù)據(jù)融合處理。

2.3 航跡關(guān)聯(lián)

多探測(cè)器組成網(wǎng)絡(luò)，采用分布式數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)，各探測(cè)器均有自身的數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)，由于目標(biāo)眾多，各探測(cè)器同時(shí)收集了大量的目標(biāo)航跡信息，如何判別不同探測(cè)器上報(bào)的航跡信息為同一目標(biāo)航跡，對(duì)于數(shù)據(jù)融合至關(guān)重要。當(dāng)上報(bào)航跡信息相距較遠(yuǎn)且沒(méi)有干擾、氣象雜波等情況下，航跡關(guān)聯(lián)較為簡(jiǎn)單；當(dāng)目標(biāo)較多，且存在各種干擾時(shí)，航跡關(guān)聯(lián)就很復(fù)雜。以下以修正法介紹航跡關(guān)聯(lián)算法。

多探測(cè)器的估計(jì)誤差之間不總是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，首先要計(jì)算估計(jì)誤差的互協(xié)方差矩陣，它是具有初始狀態(tài)的線性遞推式：

由于這種方法是直接加權(quán)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此稱為修正法。

3 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中電子對(duì)抗越來(lái)越激烈，利用單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位效果將越來(lái)越差，如何有效提高目標(biāo)定位精度是決定未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵因素。本文介紹多探測(cè)器組網(wǎng)融合技術(shù)，重點(diǎn)就坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一、航跡關(guān)聯(lián)等算法進(jìn)行了分析說(shuō)明。有效的對(duì)多探測(cè)器反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合對(duì)于提高探測(cè)器作戰(zhàn)使用效能、減小測(cè)量誤差具有深遠(yuǎn)的軍事經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]宋慶大.關(guān)于分布式雷達(dá)組網(wǎng)的技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（6）.

[2]王歡.基于雷達(dá)組網(wǎng)中新技術(shù)的研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2007（1）.

[3]楊敏.淺談雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)[J].裝備與技術(shù)，2006（1）.

[4]趙興錄.防空制導(dǎo)雷達(dá)組網(wǎng)及其發(fā)展[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2003（4）.

[5]徐軍.分布式雷達(dá)組網(wǎng)模型研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2003（12）.

作者簡(jiǎn)介

張宏銘（1965-），男，遼寧沈陽(yáng)人，高級(jí)工程師，從事雷達(dá)方面的研究工作。endprint

摘 要 文章從未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境出發(fā)，建立多探測(cè)器組網(wǎng)探測(cè)目標(biāo)模式，針對(duì)數(shù)據(jù)融合中存在的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一和航跡關(guān)聯(lián)等關(guān)鍵算法進(jìn)行研究，給出了科學(xué)的計(jì)算公式，為數(shù)據(jù)融合的仿真計(jì)算、模型建立等具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 多探測(cè)器；組網(wǎng)；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；時(shí)標(biāo)統(tǒng)一；航跡關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0074-01

近些年來(lái)，隨著高新技術(shù)不斷應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，數(shù)據(jù)融合技術(shù)受到人們普遍關(guān)注，數(shù)據(jù)融合現(xiàn)已被軍事領(lǐng)域和民營(yíng)領(lǐng)域廣泛采用，特別是基于多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)的融合，對(duì)于提高探測(cè)精度、消除探測(cè)盲區(qū)有著較高的軍事和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。

1 多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)融合特點(diǎn)分析

單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)信息數(shù)據(jù)的探測(cè)和多探測(cè)器對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的探測(cè)在原理上沒(méi)有區(qū)別，但在數(shù)據(jù)處理上有很大的差異。組網(wǎng)給出的目標(biāo)信息是網(wǎng)內(nèi)多探測(cè)器探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合后的結(jié)果。

基于多探測(cè)器的數(shù)據(jù)融合需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）組網(wǎng)的系統(tǒng)誤差校正；

2）探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

3）探測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間同步處理；

4）探測(cè)數(shù)據(jù)的算法研究。

2 探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法[2]

因?yàn)楦魈綔y(cè)器所處的位置不同，其探測(cè)數(shù)據(jù)是以探測(cè)器本身為中心的，必須要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，換算成以基準(zhǔn)點(diǎn)為中心的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。為了減小數(shù)據(jù)處理的誤差，一定要避免近似計(jì)算[3]。

2.1 探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

多探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)的位置信息需要在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中表達(dá)，這就涉及統(tǒng)一坐標(biāo)系的選定和探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

一般來(lái)說(shuō)，在計(jì)算中應(yīng)當(dāng)選取一個(gè)定點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，因?yàn)檫@樣可以很清晰的描述目標(biāo)相對(duì)于地球的具體位置。在這里我們選取地球的中心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用極坐標(biāo)表示為，其中表示第i個(gè)目標(biāo)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地經(jīng)度，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地緯度。在以大地中心為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中（正北為Z軸）橢圓方程為[4]：

進(jìn)行微分處理得到切線方程為：

得到法線方向的角度方程為：

其中為緯度方向上某一點(diǎn)的法線與x軸之間的夾角。

假設(shè)探測(cè)器的坐標(biāo)為，用迪卡爾坐標(biāo)系表達(dá)為，其中x軸指向正北，z軸指向曲面的法線方向，探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)位置信息為，轉(zhuǎn)換到迪卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方程為：

2.2 探測(cè)報(bào)文的時(shí)標(biāo)統(tǒng)一[4]

通常情況下，各探測(cè)器的數(shù)據(jù)采集周期不同，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的時(shí)標(biāo)也不同，要進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)融合，就必須進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)就是將不同探測(cè)器在不同時(shí)間探測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)上。下面以兩個(gè)探測(cè)器為例進(jìn)行說(shuō)明。

假設(shè)探測(cè)器1的掃描周期為，探測(cè)器2的掃描周期為，且。圖1給出了探測(cè)器1和探測(cè)器2的一個(gè)探測(cè)序列。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)按以下方法進(jìn)行：

圖1 探測(cè)器1、2的探測(cè)時(shí)間序列

1）每隔時(shí)間進(jìn)行一個(gè)對(duì)準(zhǔn)處理。設(shè)定開(kāi)始時(shí)刻為0，生成一個(gè)處理時(shí)刻序列。利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)記錄探測(cè)器的觀測(cè)時(shí)間，直到檢測(cè)到探測(cè)器輸出了新的數(shù)據(jù)報(bào)文，用新的報(bào)文更新舊的報(bào)文。

2）在時(shí)間間隔中，探測(cè)器發(fā)送的報(bào)文時(shí)標(biāo)分別為和，在對(duì)時(shí)刻數(shù)據(jù)處理時(shí)，若，則把探測(cè)器2在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到；若，則把探測(cè)器1在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到。在每個(gè)數(shù)據(jù)處理時(shí)刻進(jìn)行以上時(shí)間對(duì)準(zhǔn)操作，則保證兩個(gè)探測(cè)器對(duì)同一目標(biāo)的報(bào)文時(shí)標(biāo)是一致的。

同理，可以對(duì)多個(gè)探測(cè)器進(jìn)行時(shí)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)，以得到同一時(shí)標(biāo)下的探測(cè)信息，以便與數(shù)據(jù)融合處理。

2.3 航跡關(guān)聯(lián)

多探測(cè)器組成網(wǎng)絡(luò)，采用分布式數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)，各探測(cè)器均有自身的數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)，由于目標(biāo)眾多，各探測(cè)器同時(shí)收集了大量的目標(biāo)航跡信息，如何判別不同探測(cè)器上報(bào)的航跡信息為同一目標(biāo)航跡，對(duì)于數(shù)據(jù)融合至關(guān)重要。當(dāng)上報(bào)航跡信息相距較遠(yuǎn)且沒(méi)有干擾、氣象雜波等情況下，航跡關(guān)聯(lián)較為簡(jiǎn)單；當(dāng)目標(biāo)較多，且存在各種干擾時(shí)，航跡關(guān)聯(lián)就很復(fù)雜。以下以修正法介紹航跡關(guān)聯(lián)算法。

多探測(cè)器的估計(jì)誤差之間不總是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，首先要計(jì)算估計(jì)誤差的互協(xié)方差矩陣，它是具有初始狀態(tài)的線性遞推式：

由于這種方法是直接加權(quán)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此稱為修正法。

3 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中電子對(duì)抗越來(lái)越激烈，利用單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位效果將越來(lái)越差，如何有效提高目標(biāo)定位精度是決定未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵因素。本文介紹多探測(cè)器組網(wǎng)融合技術(shù)，重點(diǎn)就坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一、航跡關(guān)聯(lián)等算法進(jìn)行了分析說(shuō)明。有效的對(duì)多探測(cè)器反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合對(duì)于提高探測(cè)器作戰(zhàn)使用效能、減小測(cè)量誤差具有深遠(yuǎn)的軍事經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]宋慶大.關(guān)于分布式雷達(dá)組網(wǎng)的技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（6）.

[2]王歡.基于雷達(dá)組網(wǎng)中新技術(shù)的研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2007（1）.

[3]楊敏.淺談雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)[J].裝備與技術(shù)，2006（1）.

[4]趙興錄.防空制導(dǎo)雷達(dá)組網(wǎng)及其發(fā)展[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2003（4）.

[5]徐軍.分布式雷達(dá)組網(wǎng)模型研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2003（12）.

作者簡(jiǎn)介

張宏銘（1965-），男，遼寧沈陽(yáng)人，高級(jí)工程師，從事雷達(dá)方面的研究工作。endprint

摘 要 文章從未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境出發(fā)，建立多探測(cè)器組網(wǎng)探測(cè)目標(biāo)模式，針對(duì)數(shù)據(jù)融合中存在的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一和航跡關(guān)聯(lián)等關(guān)鍵算法進(jìn)行研究，給出了科學(xué)的計(jì)算公式，為數(shù)據(jù)融合的仿真計(jì)算、模型建立等具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 多探測(cè)器；組網(wǎng)；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；時(shí)標(biāo)統(tǒng)一；航跡關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0074-01

近些年來(lái)，隨著高新技術(shù)不斷應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，數(shù)據(jù)融合技術(shù)受到人們普遍關(guān)注，數(shù)據(jù)融合現(xiàn)已被軍事領(lǐng)域和民營(yíng)領(lǐng)域廣泛采用，特別是基于多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)的融合，對(duì)于提高探測(cè)精度、消除探測(cè)盲區(qū)有著較高的軍事和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。

1 多探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)融合特點(diǎn)分析

單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)信息數(shù)據(jù)的探測(cè)和多探測(cè)器對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的探測(cè)在原理上沒(méi)有區(qū)別，但在數(shù)據(jù)處理上有很大的差異。組網(wǎng)給出的目標(biāo)信息是網(wǎng)內(nèi)多探測(cè)器探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合后的結(jié)果。

基于多探測(cè)器的數(shù)據(jù)融合需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）組網(wǎng)的系統(tǒng)誤差校正；

2）探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

3）探測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間同步處理；

4）探測(cè)數(shù)據(jù)的算法研究。

2 探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法[2]

因?yàn)楦魈綔y(cè)器所處的位置不同，其探測(cè)數(shù)據(jù)是以探測(cè)器本身為中心的，必須要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，換算成以基準(zhǔn)點(diǎn)為中心的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。為了減小數(shù)據(jù)處理的誤差，一定要避免近似計(jì)算[3]。

2.1 探測(cè)器探測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

多探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)的位置信息需要在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中表達(dá)，這就涉及統(tǒng)一坐標(biāo)系的選定和探測(cè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

一般來(lái)說(shuō)，在計(jì)算中應(yīng)當(dāng)選取一個(gè)定點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，因?yàn)檫@樣可以很清晰的描述目標(biāo)相對(duì)于地球的具體位置。在這里我們選取地球的中心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用極坐標(biāo)表示為，其中表示第i個(gè)目標(biāo)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地經(jīng)度，表示第i個(gè)目標(biāo)的大地緯度。在以大地中心為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中（正北為Z軸）橢圓方程為[4]：

進(jìn)行微分處理得到切線方程為：

得到法線方向的角度方程為：

其中為緯度方向上某一點(diǎn)的法線與x軸之間的夾角。

假設(shè)探測(cè)器的坐標(biāo)為，用迪卡爾坐標(biāo)系表達(dá)為，其中x軸指向正北，z軸指向曲面的法線方向，探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)位置信息為，轉(zhuǎn)換到迪卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方程為：

2.2 探測(cè)報(bào)文的時(shí)標(biāo)統(tǒng)一[4]

通常情況下，各探測(cè)器的數(shù)據(jù)采集周期不同，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的時(shí)標(biāo)也不同，要進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)融合，就必須進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)就是將不同探測(cè)器在不同時(shí)間探測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)上。下面以兩個(gè)探測(cè)器為例進(jìn)行說(shuō)明。

假設(shè)探測(cè)器1的掃描周期為，探測(cè)器2的掃描周期為，且。圖1給出了探測(cè)器1和探測(cè)器2的一個(gè)探測(cè)序列。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)按以下方法進(jìn)行：

圖1 探測(cè)器1、2的探測(cè)時(shí)間序列

1）每隔時(shí)間進(jìn)行一個(gè)對(duì)準(zhǔn)處理。設(shè)定開(kāi)始時(shí)刻為0，生成一個(gè)處理時(shí)刻序列。利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)記錄探測(cè)器的觀測(cè)時(shí)間，直到檢測(cè)到探測(cè)器輸出了新的數(shù)據(jù)報(bào)文，用新的報(bào)文更新舊的報(bào)文。

2）在時(shí)間間隔中，探測(cè)器發(fā)送的報(bào)文時(shí)標(biāo)分別為和，在對(duì)時(shí)刻數(shù)據(jù)處理時(shí)，若，則把探測(cè)器2在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到；若，則把探測(cè)器1在是時(shí)刻的數(shù)據(jù)差值推導(dǎo)到。在每個(gè)數(shù)據(jù)處理時(shí)刻進(jìn)行以上時(shí)間對(duì)準(zhǔn)操作，則保證兩個(gè)探測(cè)器對(duì)同一目標(biāo)的報(bào)文時(shí)標(biāo)是一致的。

同理，可以對(duì)多個(gè)探測(cè)器進(jìn)行時(shí)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)，以得到同一時(shí)標(biāo)下的探測(cè)信息，以便與數(shù)據(jù)融合處理。

2.3 航跡關(guān)聯(lián)

多探測(cè)器組成網(wǎng)絡(luò)，采用分布式數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)，各探測(cè)器均有自身的數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)，由于目標(biāo)眾多，各探測(cè)器同時(shí)收集了大量的目標(biāo)航跡信息，如何判別不同探測(cè)器上報(bào)的航跡信息為同一目標(biāo)航跡，對(duì)于數(shù)據(jù)融合至關(guān)重要。當(dāng)上報(bào)航跡信息相距較遠(yuǎn)且沒(méi)有干擾、氣象雜波等情況下，航跡關(guān)聯(lián)較為簡(jiǎn)單；當(dāng)目標(biāo)較多，且存在各種干擾時(shí)，航跡關(guān)聯(lián)就很復(fù)雜。以下以修正法介紹航跡關(guān)聯(lián)算法。

多探測(cè)器的估計(jì)誤差之間不總是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，首先要計(jì)算估計(jì)誤差的互協(xié)方差矩陣，它是具有初始狀態(tài)的線性遞推式：

由于這種方法是直接加權(quán)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此稱為修正法。

3 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中電子對(duì)抗越來(lái)越激烈，利用單探測(cè)器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位效果將越來(lái)越差，如何有效提高目標(biāo)定位精度是決定未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵因素。本文介紹多探測(cè)器組網(wǎng)融合技術(shù)，重點(diǎn)就坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一、航跡關(guān)聯(lián)等算法進(jìn)行了分析說(shuō)明。有效的對(duì)多探測(cè)器反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合對(duì)于提高探測(cè)器作戰(zhàn)使用效能、減小測(cè)量誤差具有深遠(yuǎn)的軍事經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

張宏銘（1965-），男，遼寧沈陽(yáng)人，高級(jí)工程師，從事雷達(dá)方面的研究工作。endprint