一种空情融合精度评估系统及方法技术方案

本发明专利技术属于多源信息融合与评估技术领域，公开了一种空情融合精度评估系统及方法，本发明专利技术依据读取协议存储的数据，确定空间坐标数据与时间戳的对应关系，并根据设置的传感器参考坐标将数据转换为经纬高，分别计算各传感器的探测精度，获得传感器优先级排序，并根据设置评估方法获得最终基准精度，将基准精度作为评估基准，计算空情融合的评估结果，并给出最终评估信息和结果；本发明专利技术利用参与融合的传感器探测数据在各时空域比重及最终精度基准与最终融合精度的评估算法，能够对工作于仿真环境、实装环境或混合环境下的空情融合系统融合精度进行评估和鉴定，具有良好的适应性和可信度。

【技术实现步骤摘要】
一种空情融合精度评估系统及方法
本专利技术属于多源信息融合与评估
，尤其适用于复杂环境下多传感器多目标的一种空情融合精度评估系统及方法。
技术介绍
空情融合系统是防空指挥控制系统的核心组成之一，是战场态势判断与作战决策的重要情报信息来源，对指挥控制系统的战场感知、指挥决策、火力打击等方面有着重要作用，其性能和效能直接影响防空作战系统的生存能力。精度指标是空情融合系统的一项非常重要的指标，精度指标是指融合系统对获取的目标信息进行观测信息提取、跟踪和综合处理后,融合航迹相对于传感器探测在精度上的优劣程度，反映了系统的跟踪能力和信息引导能力，也是衡量融合算法性能的重要依据。依据信息融合理论，一个优秀的融合算法应能提高航迹信息的精度,但是战场环境是复杂的，影响传感器以雷达为主，探测目标过程的不确定性因素很多，如电磁干扰、气流扰动、山地遮蔽、传感器探测特性等等，这些因素都会导致传感器探测数据的不确定性和不连续性，影响空情融合系统的融合精度，并增加了精度评估的难度，其中如何确定精度评估方法及基准是迫切需要解决的问题。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种空情融合精度评估系统及方法，是在复杂环境下针对空情融合系统的精度评估与鉴定。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种空情融合精度评估系统，包括数据输入模块、数据处理与精度评估模块、信息显示模块，数据输入模块通过BLH数据转换器电连接数据处理与精度评估模块，数据处理与精度评估模块输出端通过电缆电连接信息显示模块；所述数据输入模块与坐标转换模块电连接；数据处理与精度评估模块数据端通过精度计算模块、数据分析模块与综合评估模块相连构成回路；所述数据输入模块为统一的信息输入格式模块，配置传感器精度优先级；所述数据处理与精度评估模块，由精度最高模块、精度最低模块、平均精度模块及自适应权重模块组成，信息显示模块用于输出并显示评估结果。一种空情融合精度评估方法，依据读取协议存储的数据，确定空间坐标数据与时间戳的对应关系，并根据设置的传感器参考坐标将数据转换为经纬高，分别计算各传感器的探测精度，获得传感器优先级排序，并根据设置评估方法获得最终基准精度，将基准精度作为评估基准，计算空情融合的评估结果，并给出最终评估信息和结果；其步骤如下：一、读取采集的传感器信息数据与航迹真值数据；当为仿真数据，则航迹真值数据为仿真产生的原始数据；当为实装传感器数据，则航迹真值数据为高精度测量数据；二、依据协议格式，确定空间坐标数据与时间戳的对应关系，计算传感器探测精度，获得传感器优先级排序；协议格式：用于实现数据的兼容性及处理方法统一，定义规范的输入协议格式；数据格式包括传感器数据、航迹真值数据、融合数据；传感器数据输入格式为：航迹批号ID+参考坐标系探测数据(xData，yData，zData)+时间戳Time，其中航迹批号为定义为同一目标的ID号，参考坐标系统探测数据为针对传感器参考位置获取的传感器探测三个轴的数据，时间戳为获取某个离散数据的当取时间；航迹真值数据有两种情况，一种是仿真获取的真值数据，另一种是通过高精度探测设备获取的目标数据，第一种情况的航迹真值的记录格式为：航迹批号ID+原始数据(B，L，H)+时间戳Time，原始数据为目标仿真数据在经度B、纬度L和高程H的数据；第二种情况的航迹真值数据格式与传感器数据格式相同；融合数据记录格式为航迹批号ID+原始数据(B，L，H)+时间戳Time；三、基准精度确定：确定基准精度，计算传感器器实际的探测精度，设参与融合的传感器有N个，根据传感器探测数据计算各传感器的探测精度σi，计算公式为：其中xij为第i个传感器第j点的探测数据，为xij对应的航迹真值点数据，n为第i个传感器的航迹数据量；若选择了精度最高评估方法则选择精度最高的传感器作为基准精度；若选择精度最低评估方法则选择精度最低的传感器作为基准精度；若选择平均精度评估方法则选择传感器的平均精度为基准精度，即σw＝(∑σi)/N；若选择自适应权重法则需要按照如下方法进行计算：1)根据计算得到的传感器探测精度σi，将传感器按高到低排序，构建传感器精度序列Ri∈(R1,R2,…,RN)；2)将传感器航迹关联匹配于真值航迹；航迹关联利用空间距离的方法，取传感器航迹与真值航迹空间距离最小值为匹配原则，若计算得传感器Ri航迹中第j条航迹与各条真值航迹的空间距离为：Dj＝{d1,d2,…,dk}(1)其中，k为真值航迹的批号，取Dj中的最小值所对应的真值航迹为关联到第j条传感器航迹，即若dk最小，则第k条真值航迹与第j条传感器航迹对应关联；通过这种方法，依次找出传感器Ri所有航迹与真值航迹的关联匹配对象，同样，其它所有传感器的航迹都可确定关联匹配的真值航迹；一条真值航迹会与一部传感器中的多条航迹关联，设真值航迹j与传感器Ri中的n条航迹关联，则真值航迹j关联匹配传感器Ri的关联时域区间集合为：其中，表示传感器Ri第n条探测航迹的时域区间，为传感器Ri第n条探测航迹的起始时间，为传感器Ri第n条探测航迹的终止时间，设真值航迹为K条，得传感器Ri的关联时域区间集合为：3)统计融合航迹与真值航迹的匹配方法同步骤2)，计算出真值航迹j关联到m条融合航迹的时域区间集合为：Fsj＝{[t11,t12],[t21,t22],…,[tm1,tm2]}(4)则总的融合航迹时域区间集合为：Fs＝{Fs1,Fs2,…,FsK}(5)设融合航迹总数为M条，则融合航迹的时间累积量为：其中，Tsj为第j条真值航迹的融合持续时间，且Lj为关联到真值航迹j的融合航迹数量，也是集合Fsj中的时域区间数量；即Ts为Fs所有时域区间的时间段总和；4)计算各传感器的精度时间累积量Ti；5)得到传感器Ri精度权重值：wi＝Ti/Ts(7)若由于计算误差导致∑wi≠1，则需要将wi再进行一次归一化处理；6)根据式σw＝∑wiσi得基准精度σw；传感器精度时间累积量计算，它是自适应权重方法的基准精度获取的一个子流程，其中的剩余融合时域计算是将处理完的传感器时域区间从融合时域区间中分割出去，I为融合时域全集；是提取剩余时段的融合中发生作用的传感器Ri时域区间，则利用计算传感器Ri的精度时间累积量为：其中，mi为传感器Ri的航迹数量，是利用计算传感器Ri各航迹持续时间，即航迹时间区间的终止时间与开始时间的差，计算方法同式(6)；四、评估方法：对于一个航迹的信息是由三个坐标确定的，包括经度、纬度和高程的三组数据，表示一个航迹数据，则航迹精度也会对应获得3个值，因此最终的精度包括融合精度和基准精度；最终的精度会是3个值的权衡，则有σz＝(∑wσw)/3，其中w根据三个值的重要性通过打专家分法进行确定，当3个值打分为a1、a2、a3，则w的三个值分别为a1/∑ai、a2/∑ai、a3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空情融合精度评估系统，其特征在于：包括数据输入模块、数据处理与精度评估模块、信息显示模块，数据输入模块通过BLH数据转换器电连接数据处理与精度评估模块，数据处理与精度评估模块输出端通过电缆电连接信息显示模块；所述数据输入模块与坐标转换模块电连接；数据处理与精度评估模块数据端通过精度计算模块、数据分析模块与综合评估模块相连构成回路；/n所述数据输入模块为统一的信息输入格式模块，配置传感器精度优先级；所述数据处理与精度评估模块，由精度最高模块、精度最低模块、平均精度模块及自适应权重模块组成，信息显示模块用于输出并显示评估结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种空情融合精度评估系统，其特征在于：包括数据输入模块、数据处理与精度评估模块、信息显示模块，数据输入模块通过BLH数据转换器电连接数据处理与精度评估模块，数据处理与精度评估模块输出端通过电缆电连接信息显示模块；所述数据输入模块与坐标转换模块电连接；数据处理与精度评估模块数据端通过精度计算模块、数据分析模块与综合评估模块相连构成回路；
所述数据输入模块为统一的信息输入格式模块，配置传感器精度优先级；所述数据处理与精度评估模块，由精度最高模块、精度最低模块、平均精度模块及自适应权重模块组成，信息显示模块用于输出并显示评估结果。


2.如权利要求1所述一种空情融合精度评估系统的评估方法，其特征在于：依据读取协议存储的数据，确定空间坐标数据与时间戳的对应关系，并根据设置的传感器参考坐标将数据转换为经纬高，分别计算各传感器的探测精度，获得传感器优先级排序，并根据设置评估方法获得最终基准精度，将基准精度作为评估基准，计算空情融合的评估结果，并给出最终评估信息和结果；其步骤如下：
一、读取采集的传感器信息数据与航迹真值数据；当为仿真数据，则航迹真值数据为仿真产生的原始数据；当为实装传感器数据，则航迹真值数据为高精度测量数据；
二、依据协议格式，确定空间坐标数据与时间戳的对应关系，计算传感器探测精度，获得传感器优先级排序；
协议格式：用于实现数据的兼容性及处理方法统一，定义规范的输入协议格式；数据格式包括传感器数据、航迹真值数据、融合数据；
传感器数据输入格式为：航迹批号ID+参考坐标系探测数据(xData，yData，zData)+时间戳Time，其中航迹批号为定义为同一目标的ID号，参考坐标系统探测数据为针对传感器参考位置获取的传感器探测三个轴的数据，时间戳为获取某个离散数据的当取时间；
航迹真值数据有两种情况，一种是仿真获取的真值数据，另一种是通过高精度探测设备获取的目标数据，第一种情况的航迹真值的记录格式为：航迹批号ID+原始数据(B，L，H)+时间戳Time，原始数据为目标仿真数据在经度B、纬度L和高程H的数据；第二种情况的航迹真值数据格式与传感器数据格式相同；
融合数据记录格式为航迹批号ID+原始数据(B，L，H)+时间戳Time；
三、基准精度确定：确定基准精度，计算传感器器实际的探测精度，设参与融合的传感器有N个，根据传感器探测数据计算各传感器的探测精度σi，计算公式为：
其中xij为第i个传感器第j点的探测数据，为xij对应的航迹真值点数据，n为第i个传感器的航迹数据量；若选择了精度最高评估方法则选择精度最高的传感器作为基准精度；若选择精度最低评估方法则选择精度最低的传感器作为基准精度；若选择平均精度评估方法则选择传感器的平均精度为基准精度，即σw＝(∑σi)/N；若选择自适应权重法则需要按照如下方法进行计算：
1)根据计算得到的传感器探测精度σi，将传感器按高到低排序，构建传感器精度序列Ri∈(R1,R2,…,RN)；
2)将传感器航迹关联匹配于真值航迹；航迹关联利用空间距离的方法，取传感器航迹与真值航迹空间距离最小值为匹配原则，若计算得传感器Ri航迹中第j条航迹与各条真值航迹的空间距离为：
Dj＝{d1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓朝，王雷钢，王建路，戴幻尧，周波，孔德培，石川，王琼，吴正雄，徐娜娜，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八九二部队，
类型：发明
国别省市：河南;41