融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法技术

本发明专利技术提出的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法,不仅能够支撑生成清晰可靠的空中监视图，还可提高空中民用和我方目标监视与识别能力。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：在二次监视雷达SSR航管和敌我识别器一体综合化系统中：首先将SSR航管模式A、C和S全呼模式目标的数据进行点迹合并和航迹起始；其次将S全呼模式航迹进行预测和点名询问，使SSR航管获得S模式的点名航迹；按照目标点迹角度计算出所属区域号，对相同区域和相邻区域内的SSR航管目标航迹进行关系判定，生成SSR航管和IFF融合后的目标航迹；然后对IFF不同引导模式下目标数据的属性和位置与SSR航管的AC和S模式目标航迹关联和融合，形成SSR航管和IFF融合目标航迹，实现对空中目标连续监视和识别。

【技术实现步骤摘要】
融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法
本专利技术属于协作传感器目标识别领域中的二次监视雷达SSR航管数据处理和敌我识别器(IFF)协同监视与目标识别的方法。
技术介绍
现有技术为了持续稳定跟踪和询问到空中客机，改善空中管制环境，提高管制效率，一般可以通过航管二次雷达数据处理功能模块的合理划分，以及采用滤波跟踪技术实现对空中客机的实时监视，并与其保持正常通信。每一个航班都有一个和其对应的飞行计划；民航飞机不应偏离预定航路；我方飞机都是按飞行计划飞行。能够与飞行计划关联的，可以初步判断为我方；否则判断为不明。在我方空域飞出的飞机可以初步判断为我机，敌方空域飞出的飞机可以判断为敌机，其他判断为不明。敌方飞机空袭时，一般会关闭二次应答机，因此有二次代码的可以初步判断为我机，否则判断为不明。敌我识别器(IFF)在民用和军事上都具有广泛的应用。在民用上,称为航空交通管制雷达信标系统(ATCRBS)或二次监视雷达(SSR),它是现代航空交通管制系统中的重要组成部分。在军事上,称为有源敌我识别器系统(IFF),它是战争中攻击敌人的“鹰眼”及判决器。空中客机敌我识别器IFF是对雷达或其它传感器探测、发现目标进行敌我属性识别、通过在雷达终端上对相应的目标标注附加标志,标明“友”、“敌”。自动识别技术一直是个难题，识别结果很难做到100％准确。敌我识别系统由询问器和应答器两部分配合工作，其工作方式有模式1、模式2、模式A、模式4和模式5,其中模式5分为模式5一级和二级，从模式1到模式5一级都需要引导信息进行询问识别，模式5二级是自主广播和接收机制；最简单的敌我识别系统，包括两套询问机、应答机这四个基本单元组成。需要与雷达进行信息交换，还要与待识别目标交换属性信息，在平台数量大、种类多的情况下，询问、应答信号复杂交错，容易产生混乱。协同工作体制还给系统带来诸多不确定性，如协同设备是否开机、工作是否正常、是否被占据等，敌我识别只能识别我方，不能唯一地确认敌方的不足，提出基于IFF和SSR航管模式协作式敌我识别器综合敌我识别方法，能较好地提供全局性的，敌方、我方和中立方信息。二次监视雷达(SSR)是目前普遍使用的飞行动态监视手段.但是,SSR航管具有很多局限性，多径反射、异步干扰和应答信号脉冲的重叠等，导致传统的二次监视雷达的A、C工作模式下，监视的目标出现虚假和丢失现象。在使用S模式工作方式后，可以通过询问锁定监视目标，减少多径反射和异步干扰的影响，增强目标的监视和识别能力。IFF和SSR航管多模式协同融合，是将IFF的1、2、A、4、5模式一级和5模式二级下的目标信息和SSR航管的A、C和S模式下的目标信息，进行目标属性和位置的关联和估计。点迹关联是在雷达刚开机没有系统，航迹删除是指：目标连续几个时刻不出现的情航迹情况下进行的，点航关联是在航迹建立后跟踪况下，就认为是目标消失或者目标跟丢。阶段和存在系统航迹下新目标的加入情况下进行其中航迹更新和外推使用滤波器来完成的。在现有方法监视和识别系统中，SSR航管和IFF是分别独立的传感器，IFF依靠一次雷达工作，通常需要三种传感器才能完成对空中的民用和我方目标识别，通过将SSR航管和IFF一体综合化，带来好处，可以使IFF不依赖一次雷达就可以对我方目标进行识别，得到和平时期对空中民用和我方目标的监视和识别，由于，SSR航管和IFF的体制和工作原理相同，其主要区别，在于询问和应答信息格式上不同，SSR航管常用的工作模式为：A、C和S；IFF工作模式为：1、2、3A、4和5，其中IFF的4和5模式带有加密机制，模式5分为二级：一级是询问模式，二级是自主广播模式。SSR航管和IFF识别器的工作原理是，通过询问机发送平率为1030兆赫固定的询问信号，应答机接收到询问信号后，以平率1090兆赫的相应的应答信号回答，询问机通过信号处理器，解析应答机信号，获得飞机高速、地址码、飞行代号和国别等属性；针对SSR航管和IFF一体综合系统中，需要将这两种传感器的不同模式信息进行融合，那么，就需要SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理功能。在防空系统数据融合中，对于航迹关联通常采取由粗到精、多级关联方法综合使用的原则。首先利用属性分类作为约束条件，初步判定两个测量是否有可能关联；然后使用最近邻方法结合目标航向、航速、属性信息等多因素综合加权进行进一步关联，最后对于存在不确定关联关系的多目标和多航迹采用基于模糊关联的方法进行精关联处理。采用逐步限制决策数目，降低运算量。在SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理中，通过融合可以进一步提高对目标的探测和分类能力，难点是将SSR航管和IFF不同模式询问到的目标进行关联、身份属性合并和跟踪，形成带有身份属性稳定的目标航迹，特别对判别SSR航管和IFF多模式下目标之间的关系和机动目标跟踪是难点，所以在SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理中，对不同模式目标进行关联、属性合并和稳定跟踪是完成目标监视和识别的关键。现有的监视系统上SSR航管和IFF是各自独立系统，SSR航管主要用在航管上，IFF主要用在战场识别上，IFF需要一次雷达配合，对已有SSR航管的航迹录取器，主要处理A、C模式下的目标，对IFF询问模式主要处理模式4，传统的这几种模式容易受到干扰和反射，即使通过航迹处理，也难以消除虚假目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对SSR航管和IFF一体综合化系统下，提供一种不仅能够支撑生成清晰可靠的空中监视图，还可提高空中民用和我方目标监视与识别能力，并能提高航迹起始正确率，减少点迹与航迹关联中搜索和查找次数，解决SSR航管和IFF多模式协同下的目标监视和识别问题的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法,以减少SSR航管空中目标较多时的目标监视和识别错误问，扩展敌我识别器IFF能力，使其具备“我”、“民用”和“敌”目标识别功能。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于包括如下步骤：在二次监视雷达SSR航管和敌我识别器一体综合化系统中，首先，以二次监视雷达SSR航管的A模式目标位置为中心，根据天线扫描波束宽度和探测误差水平，设置时间门限和位置门限，将落入门限内的SSR航管C模式目标和A模式目标点迹合并，对得到的SSR航管的AC合并目标点迹和S模式的目标点迹，通过目标模式地址码和位置进行点迹与点迹相关判断，使用带有模式码m/n逻辑判断法,对带有相同模式码或不矛盾的属性进行关联判断，然后再利用位置判断，对于目标点迹之间，如果连续n次关联有m次关联成功，进行目标航迹起始；其次，以SSR航管/IFF设备所在位置为中心，探测距离为半径，将360度的空域均分为32个区域，沿着顺时钟方向，从0度角进行区域标号，作为点迹存储逻辑结构；在敌我识别器IFF工作询问应答模式下，利用接收到的最近邻目标位置，按照目标点迹角度计算出所属区域号，对相同区域和相邻区域内的SSR航管目标航迹进行关系判定，将判定为同一个目标关系的IFF目标位置和身份属性与SSR航管航迹信息进行合并和补充，生成SSR航管和IFF融合后的目标航迹；在IFF处于自主广播工作模式下，利用模式码唯一性特性，建立IFF目标航迹，将连续三个周期关联成功的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于包括如下步骤：在二次监视雷达SSR航管和敌我识别器一体综合化系统中，首先，以二次监视雷达SSR航管的A模式目标位置为中心，根据天线扫描波束宽度和探测误差水平，设置时间门限和位置门限，将落入门限内的SSR航管C模式目标和A模式目标点迹合并，对得到的SSR航管的AC合并目标点迹和S模式的目标点迹，通过目标模式地址码和位置进行点迹与点迹相关判断，使用带有模式码m/n逻辑判断法,对带有相同模式码或不矛盾的属性进行关联判断，然后再利用位置判断，对于目标点迹之间，如果连续n次关联有m次关联成功，进行目标航迹起始；其次，以SSR航管/IFF设备所在位置为中心，探测距离为半径，将360度的空域均分为32个区域，沿着顺时钟方向，从0度角进行区域标号，作为点迹存储逻辑结构；在敌我识别器IFF工作询问应答模式下，利用接收到的最近邻目标位置，按照目标点迹角度计算出所属区域号，对相同区域和相邻区域内的SSR航管目标航迹进行关系判定，将判定为同一个目标关系的IFF目标位置和身份属性与SSR航管航迹信息进行合并和补充，生成SSR航管和IFF融合后的目标航迹；在IFF处于自主广播工作模式下，利用模式码唯一性特性，建立IFF目标航迹，将连续三个周期关联成功的IFF与SSR航管航迹判决为同一个目标，补充和合并目标的属性，对目标的位置进行融合；最后通过对监视目标的航迹滤波更新、预测和删除，实现对目标连续监视和识别。...

【技术特征摘要】
1.一种融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于包括如下步骤：在二次监视雷达SSR航管和敌我识别器一体综合化系统中，首先，以二次监视雷达SSR航管的A模式目标位置为中心，根据天线扫描波束宽度和探测误差水平，设置时间门限和位置门限，将落入门限内的SSR航管C模式目标和A模式目标点迹合并，对得到的SSR航管的AC合并目标点迹和S模式的目标点迹，通过目标模式地址码和位置进行点迹与点迹相关判断，使用带有模式码m/n逻辑判断法,对带有相同模式码或不矛盾的属性进行关联判断，然后再利用位置判断，对于目标点迹之间，如果连续n次关联有m次关联成功，进行目标航迹起始；其次，以SSR航管/IFF设备所在位置为中心，探测距离为半径，按照天线所指方向，将360度的空域均分为32个区域，沿着顺时钟方向，从0度角进行区域标号，作为点迹存储逻辑结构；在敌我识别器IFF工作询问应答模式下，利用接收到的最近邻目标位置，按照目标点迹角度计算出所属区域号，对相同区域和相邻区域内的SSR航管目标航迹进行关系判定，将判定为同一个目标关系的IFF目标位置和身份属性与SSR航管航迹信息进行合并和补充，生成SSR航管和IFF融合后的目标航迹；在IFF处于自主广播工作模式下，利用模式码唯一性特性，建立IFF目标航迹，将连续三个周期关联成功的IFF与SSR航管航迹判决为同一个目标，补充和合并目标的属性，对目标的位置进行融合；最后通过对监视目标的航迹滤波更新、预测和删除，实现对目标连续监视和识别。2.如权利要求1所述的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于，当天线扫描到预测目标区域号的前1/4个区域号时，将预测目标位置发送到SSR航管设备询问机，使SSR航管询问机实现S模式的点名询问。3.如权利要求1所述的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于，预测下一时刻S模式全呼目标航迹的目标位置或预测下一周期目标位置，根据天线实时角度获得要处理的区域号，在天线扫描到预测目标区域号的前1/4个区域号时，将预测目标位置发送到SSR航管设备询问机，完成SSR航管设备询问机点名询问。4.如权利要求1所述的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，其特征在于，当敌我识别器IFF自主广播工作模式下时，直接比较前后时刻目标信息的模式码是否相等来建立IFF目标航迹，再利用最近邻关联目标位置，进行SSR航管和IFF多模式协同下...

【专利技术属性】
技术研发人员：路高勇，陈怀新，兰鹏，崔雨勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51