基于指显平台对目标航迹的实时数据融合方法技术

本发明专利技术公开了一种基于指显平台对水下目标航迹信息的实时数据融合方法，包括步骤：S1、对接收的完成野值处理后的各信息源航迹信息进行系统误差校正；S2、将各信息源对同一目标的相同测量时刻的位置信息进行加权融合并更新至指显平台的航迹数据库；S3、从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据计算位置预测值，然后将位置预测值与实时接收的各信息源测量值融合形成最终的实时融合位置信息并作为目标位置的输出信息输出至指显平台；S4、基于目标位置的输出信息对各信息源的航迹数据进行系统误差的实时分析后调整系统误差的校正量。本发明专利技术满足水下目标航迹的实时融合需求，能够为指显平台提供高效可靠的目标航迹信息。航迹信息。航迹信息。

【技术实现步骤摘要】
基于指显平台对目标航迹的实时数据融合方法


[0001]本专利技术属于航迹数据融合的
，具体涉及一种基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法。

技术介绍

[0002]指显平台(指挥显示平台)需要接收多个信息源发送的同一目标位置的位置信息，并实时、准确地显示目标航迹。因存在各个信息源发送位置信息的时间间隔不一定相同、各个信息源发送位置信息的时间间隔固定或非固定、同一个目标位置可能被单个或多个设备测量以及各个信息源的测量设备精度不一，指显平台需对同一目标位置的多个信息源发送的位置信息进行融合显示，以增强航迹稳定性、减小测量中随机误差的影响。与空中、陆上等场景中目标移动轨迹的数据融合相比，水下环境复杂多变、测量间隔时间长，各信息源测量数据可能存在不确定变化的系统误差，测量可能出现的中断与恢复导致需要融合的信息源数量随时发生变化，且由于传输网络的原因，信息传输可能出现乱序、丢帧、时延抖动等情况。
[0003]现有的水下目标航迹数据融合技术，基本是通过对各信息源数据插值并进行卡尔曼滤波等方式进行融合处理，在需要融合的信息源数量随时存在变化、同一目标位置各个信息源发送位置信息间隔时间长、各个信息源测量精度不同、各个信息源存在变化的系统误差、各个信息源测量间隔不同且信息传输可能乱序、丢帧的情况下难以满足水下目标航迹实时性的航迹融合需求，无法为指显平台提供高效可靠的指挥数据。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题中的至少之一，本专利技术提出一种基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法。r/>[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种基于指显平台对水下目标航迹信息的实时数据融合方法，包括如下步骤：
[0007]S1、对接收的完成野值处理后的各信息源航迹信息进行系统误差校正；
[0008]S2、将各信息源对同一目标的相同测量时刻的位置信息进行加权融合形成同时刻融合测量位置信息，将融合测量位置信息更新至指显平台的航迹数据库；
[0009]S3、从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据计算位置预测值，然后将位置预测值与实时接收的各信息源测量值融合形成最终的实时融合位置信息，将最终的实时融合位置信息作为目标位置的输出信息输出至指显平台；
[0010]S4、基于目标位置的输出信息对各信息源的航迹数据进行系统误差的实时分析，并对系统误差校正的校正量进行调整。
[0011]作为进一步的改进，所述S1步骤中，系统误差校正包括对信息源航迹信息的已知系统误差校正和未知系统误差处理。
[0012]作为进一步的改进，所述对信息源航迹信息的已知系统误差校正，是对直接以经纬度表示或以极坐标形式表示的信息源测量位置信息分别预先设置系统误差校正量，将系统误差校正量与信息源测量位置信息对应的经纬度相加。
[0013]作为进一步的改进，所述对信息源航迹信息的未知系统误差处理，先设置前设定时间段，在接收到的信息源测量位置信息的前设定时间段内，同一目标位置仅显示信息源测量精度最高的测量位置信息；前设定时间段过后，同一目标位置选取信息源在前设定时间段内测量位置信息接收率大于70％的信息源，然后对信息源测量位置信息的经纬度方向分别通过最小二乘法得到信息源在前设定时间段的中间时刻的估计位置信息，再对同一目标位置各信息源的位置信息取平均位置，计算信息源的位置与平均位置的差值，得到信息源的未知系统误差校正值，将未知系统误差校正值与信息源位置信息对应的经纬度相加。
[0014]作为进一步的改进，所述对信息源测量位置信息的经度方向通过最小二乘法得到信息源在前设定时间段的中间时刻的估计位置信息通过联立方程组求得：
[0015][0016][0017]其中，k是同一目标位置信息源接收的位置信息序号，t是同一目标位置信息对应的测量时刻，t0是接收的同一目标位置信息对应的第一个测量时刻，j是信息源的序号，tj
k
是第j个信息源接收的第k个位置信息的测量时刻，是第j个信息源接收的第k个位置信息的经度信息，与分别是第j个信息源在前设定时间段的关于经度方向的待求解值，p是前设定时间段内第j个信息源的位置信息数量。
[0018]所述对信息源位置信息的纬度方向通过最小二乘法得到信息源在前设定时间段的中间时刻的估计位置信息如下：
[0019][0020][0021]其中，分别是第j个信息源在前设定时间段的关于纬度方向的待求解的值，是第j个信息源接收的第k个位置信息的纬度信息。
[0022]作为进一步的改进，所述S2步骤中，将各信息源对同一目标的相同测量时刻的位置信息进行加权融合，则加权融合后的同时刻融合测量位置信息为：
[0023][0024][0025]其中，x
t
是加权融合后t时刻的经度信息，y
t
是加权融合后t时刻的纬度信息，σ是数据的测量精度，是第j个信息源的第k个位置信息经系统误差较正后的经度信息，是第j个信息源的第k个位置信息经系统误差较正后的纬度信息，G是参与融合的信息源序号的集合。
[0026]作为进一步的改进，所述S3步骤中，从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据计算位置预测值，然后将位置预测值与实时接收的各信息源测量值融合形成最终的实时融合位置信息，包括如下步骤：
[0027]S31、在前设定时间段内从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据；
[0028]S32、对选取的历史航迹数据基于测量时刻和测量精度加权的最小二乘法参数求解，获得同一目标位置经纬度方向的预测位置信息；
[0029]S33、当实时接收的信息源目标位置信息的对应时刻在选取的历史航迹数据固定时长之内或之后，则根据时刻对应关系计算预测值及预测精度，然后将目标位置预测值与测量值融合后作为指显平台的对应目标位置的输出信息；
[0030]作为进一步的改进，所述S4步骤中，基于目标位置的输出信息对各信息源的航迹数据进行系统误差的实时分析，并对系统误差校正的校正量进行调整，首先取各个信息源最新接收的二十次位置信息，计算各个信息源的二十次位置信息相对于目标位置预测值的偏差并分别取平均偏差值，再对各个信息源的平均偏差值取总平均值，比较各个信息源的平均偏差值与总平均值的差值，当差值大于设置的阈值时对各个信息源的未知系统误差校正值进行调整。
[0031]本专利技术提供的一种基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法，包括步骤：S1、对接收的完成野值处理后的各信息源航迹信息进行系统误差校正；S2、将各信息源对同一目标的相同测量时刻的位置信息进行加权融合形成同时刻融合测量位置信息，将融合测量位置信息更新至指显平台的航迹数据库；S3、从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据计算位置预测值，然后将位置预测值与实时接收的各信息源测量值融合形成最终的实时融合位置信息，将最终的实时融合位置信息作为目标位置的输出信息输出至指显平台；S4、基于目标位置的输出信息对各信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于指显平台对水下目标航迹信息的实时数据融合方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对接收的完成野值处理后的各信息源航迹信息进行系统误差校正；S2、将各信息源对同一目标的相同测量时刻的位置信息进行加权融合形成同时刻融合测量位置信息，将融合测量位置信息更新至指显平台的航迹数据库；S3、从指显平台的航迹数据库中选取固定时长的历史航迹数据计算位置预测值，然后将位置预测值与实时接收的各信息源测量值融合形成最终的实时融合位置信息，将最终的实时融合位置信息作为目标位置的输出信息输出至指显平台；S4、基于目标位置的输出信息对各信息源的航迹数据进行系统误差的实时分析，并对系统误差校正的校正量进行调整。2.如权利要求1所述的基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法，其特征在于，所述S1步骤中，系统误差校正包括对信息源航迹信息的已知系统误差校正和未知系统误差处理。3.如权利要求2所述的基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法，其特征在于，所述对信息源航迹信息的已知系统误差校正，是对直接以经纬度表示或以极坐标形式表示的信息源测量位置信息分别预先设置系统误差校正量，将系统误差校正量与信息源测量位置信息对应的经纬度相加。4.如权利要求2所述的基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法，其特征在于，所述对信息源航迹信息的未知系统误差处理，先设置前设定时间段，在接收到的信息源测量位置信息的前设定时间段内，同一目标位置仅显示信息源测量精度最高的测量位置信息；前设定时间段过后，同一目标位置选取信息源在前设定时间段内测量位置信息接收率大于70％的信息源，然后对信息源测量位置信息的经纬度方向分别通过最小二乘法得到信息源在前设定时间段的中间时刻的估计位置信息，再对同一目标位置各信息源的位置信息取平均位置，计算信息源的位置与平均位置的差值，得到信息源的未知系统误差校正值，将未知系统误差校正值与信息源位置信息对应的经纬度相加。5.如权利要求4所述的基于指显平台对水下目标航迹的实时数据融合方法，其特征在于，所述对信息源测量位置信息的经度方向通过最小二乘法得到信息源在前设定时间段的中间时刻的估计位置信息通过联立方程组求得：联立方程组求得：其中，k是同一目标位置信息源接收的位置信息序号，t是同一目标位置信息对应的测量时刻，t0是接收的同一目标位置信息对应的第一个测量时刻，j是信息源的序号，t
jk
是第j个信息源接收的第k个位置信息的测量时...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆松，段建红，朱峰，冯飞，王明亚，丁翠环，田向阳，黄子豪，马一，刘漩，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一三八八部队，
类型：发明
国别省市：