一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法技术

本申请提供了一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法，通过设计全局航迹的起始、更新与终止策略，简化多平台/多数据源航迹文件管理过程；在各更新周期内，设计全局航迹与各平台/数据源航迹的并行关联与融合逻辑，缓解融合顺序、平台探测范围差异、平台探测性能的影响；通过本申请能够提升飞机平台融合处理多平台/数据源信息的能力，提升飞机对战场目标与战场态势的全面感知能力。场目标与战场态势的全面感知能力。场目标与战场态势的全面感知能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法


[0001]本申请属于机载航空电子系统综合
，尤其涉及一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法。

技术介绍

[0002]为全维、全向地完成对战场目标与战场态势的感知，要求飞机突破单一平台在态势感知上的桎梏，能够充分利用各类型数据链上报的编队友机、预警机、地面雷达等的探测信息，形成经过全局融合的目标航迹，从而，实现对态势的全面感知，支持飞机编队的协同防御、协同站位和协同攻击。
[0003]目前，各飞机平台通过数据链共享目标航迹数据，当平台或数据源数量超过3个时，为避免NP
‑
hard问题，通常基于分层处理思想设计关联与融合方法。该类方法对于多个数据源，首先选出两个源进行两两融合，然后将两两融合的结果与第三个源进行融合，以此类推，最后形成所有数据源的融合结果。然而，随着平台数目及数据源数目的增多、以及多平台探测在时空维度上愈发呈现出分布式的特点，导致基于分层处理思想的传统方法在算法可扩展性、自适应性方面的不足愈发突出，具体表现为：
[0004]1)传统方法采用两两融合的处理逻辑，导致航迹文件管理复杂，特别是当平台或数据源数目发生变化时，易引起算法处理逻辑的改变，使得该类方法的可扩展性与自适应性不足。
[0005]2)传统方法的融合结果受到融合顺序的影响，当平台探测范围、探测性能差异明显时，难以保证稳定、较优的融合性能。虽然可以通过设计融合优先级来缓解这一问题，然而，引入融合优先级将导致算法处理逻辑的复杂化，从而，恶化该类方法的可扩展性与自适应性。
[0006]因此，本申请给出一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法，通过设计全局航迹的起始、更新与终止策略，简化多源航迹文件管理过程；在更新周期内，全局航迹通过与各平台或数据源航迹作并行的关联与融合，缓解融合顺序、平台探测范围差异、平台探测性能的影响。

技术实现思路

[0007]针对上述技术问题，本申请提出了一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法，所述方法包括：
[0008]初始化全局航迹集合、初始化全局航迹号计数cout＝0、初始化关联关系列表和初始化稳定关联关系列表；其中，所述全局航迹集合包括全局航迹状态、误差协方差阵、全局航迹批号、全局航迹更新时刻和标识；
[0009]按照序贯方式提取第k个更新周期的平台级航迹，令第k
‑
1个更新周期的全局航迹集合表示为其中，m
f,k
‑1表示全局航迹数
目，分别表示第j条全局航迹的状态、误差协方差、全局航迹批号和全局航迹更新时刻，表示第j条全局航迹标识，表示对应全局航迹最初来源平台/数据源所对应的平台级航迹批号，表示全局航迹最初来源的平台/数据源编号，用于标识临时航迹、确认航迹；
[0010]获取平台/数据源n、批号为的平台级航迹，将所述平台/数据源n、批号为的平台级航迹转换到与全局航迹相同的坐标系，表示为其中，分别表示平台/数据源n、第j条全局航迹的状态、误差协方差阵、平台级航迹批号与更新时刻；
[0011]采用卡尔曼一步预测滤波，将第k
‑
1个更新周期的全局航迹状态与协方差阵递推到时刻得到时间对准后的全局航迹集合得到时间对准后的全局航迹集合
[0012]若平台级航迹与集合中各全局航迹并不包括在稳定关联关系列表中，则计算两者的等效距离：
[0013][0014]建立各平台/数据源上报航迹与全局航迹的价值矩阵Α
n,k
(n＝1,2，
…
，M)；其中，矩阵元素Α
n,k
(j,i)表示第j条全局航迹与第i条平台级航迹的关联权重；
[0015]若d
j,i
≤γ1，表示粗关联成功，更新矩阵元素Α
n,k
(j,i)，采用如下公式：
[0016][0017]其中，第k
‑
1个更新周期的价值矩阵单元Α
n,k
‑1(j',i')与Α
n,k
(j,i)对应于同一条全局航迹、同一条平台级航迹；α∈[0,1]表示遗忘因子，表征历史信息的影响程度，并标记该平台级航迹已被使用；
[0018]若d
j,i
>γ1，表示粗关联失败，不更新矩阵元素Α
n,k
(j,i)；其中，γ1表示粗门限。
[0019]优选地，所述方法还包括：
[0020]若该平台级航迹与集合中所有全局航迹都粗关联失败，则将该平台级航迹作为新的全局航迹，加入全局航迹集合中，全局航迹号计数cout＝cout+1，新的全局航迹可表示为：
[0021][0022]其中，全局航迹标识：
[0023][0024]并更新对应的价值矩阵元素Α
n,k
(m
f,k
‑1+1,i)＝
‑
1/γ1。
[0025]优选地，所述方法还包括：
[0026]对于所述全局航迹集合中非新起始航迹集合中的临时航迹，判断在更新周期内，
所述临时航迹是否与任一平台级航迹粗关联成功。
[0027]优选地，所述方法还包括：
[0028]若有，则航迹标识
[0029]否则，对于第j条全局航迹，若则标记所述第j条全局航迹为确认航迹；其中，γ6表示临时航迹确认门限；若则标记所述第j条全局航迹为删除航迹；其中，γ5表示临时航迹删除门限。
[0030]优选地，所述方法还包括：
[0031]建立各平台级航迹与全局航迹的关联矩阵B
n,k
(n＝1,2，
…
，M)，矩阵元素B
n,k
(j,i)表示第j条全局航迹与第i条平台级航迹关联的次数；
[0032]由价值矩阵Α
m
，对于不包括在稳定关联关系列表中的全局航迹与平台级航迹，采用拍卖算法，求解标识为确认航迹的全局航迹与各平台级航迹一一对应的精关联关系；
[0033]若判断精关联成功，则B
n,k
(j,i)＝B
n,k
‑1(j',i')+1；若判断精关联失败，则B
n,k
(j,i)＝B
n,k
‑1(j',i')
‑
1；
[0034]其中，B
n,k
‑1(j',i')与B
n,k
(j,i)对应同一条全局航迹与同一条平台级航迹，且B
n,k
(j,i)∈[0,γ3]；其中，γ3表示稳定关联关系确认门限。
[0035]优选地，所述方法还包括：
[0036]对于标识为确认航迹的全局航迹，判断关联矩阵B
n,k
(n＝1,2，
…
，M)中各元素是否大于等于门限γ2、γ3；其中，γ2、γ3表示判断关联关系门限，且γ2≤γ3；
[0037]当全局航迹j的标识为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全局航迹构建的多平台航迹关联与融合方法，其特征在于，所述方法包括：初始化全局航迹集合、初始化全局航迹号计数cout＝0、初始化关联关系列表和初始化稳定关联关系列表；其中，所述全局航迹集合包括全局航迹状态、误差协方差阵、全局航迹批号、全局航迹更新时刻和标识；按照序贯方式提取第k个更新周期的平台级航迹，令第k
‑
1个更新周期的全局航迹集合表示为其中，m
f,k
‑1表示全局航迹数目，分别表示第j条全局航迹的状态、误差协方差、全局航迹批号和全局航迹更新时刻，表示第j条全局航迹标识，表示第j条全局航迹标识，表示对应全局航迹最初来源平台/数据源所对应的平台级航迹批号，表示全局航迹最初来源的平台/数据源编号，用于标识临时航迹、确认航迹；获取平台/数据源n、批号为的平台级航迹，将所述平台/数据源n、批号为的平台级航迹转换到与全局航迹相同的坐标系，表示为其中，分别表示平台/数据源n、第j条全局航迹的状态、误差协方差阵、平台级航迹批号与更新时刻；采用卡尔曼一步预测滤波，将第k
‑
1个更新周期的全局航迹状态与协方差阵递推到时刻得到时间对准后的全局航迹集合得到时间对准后的全局航迹集合若平台级航迹与集合中各全局航迹并不包括在稳定关联关系列表中，则计算两者的等效距离：建立各平台/数据源上报航迹与全局航迹的价值矩阵Α
n,k
(n＝1,2，
…
，M)；其中，矩阵元素Α
n,k
(j,i)表示第j条全局航迹与第i条平台级航迹的关联权重；若d
j,i
≤γ1，表示粗关联成功，更新矩阵元素Α
n,k
(j,i)，采用如下公式：其中，第k
‑
1个更新周期的价值矩阵单元Α
n,k
‑1(j',i')与Α
n,k
(j,i)对应于同一条全局航迹、同一条平台级航迹；α∈[0,1]表示遗忘因子，表征历史信息的影响程度，并标记该平台级航迹已被使用；若d
j,i
>γ1，表示粗关联失败，不更新矩阵元素Α
n,k
(j,i)；其中，γ1表示粗门限。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若该平台级航迹与集合中所有全局航迹都粗关联失败，则将该平台级航迹作为新的全局航迹，加入全局航迹集合中，全局航迹号计数cout＝cout+1，新的全局航迹可表示为：
其中，全局航迹标识：并更新对应的价值矩阵元素Α
n,k
(m
f,k
‑1+1,i)＝
‑
1/γ1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于所述全局航迹集合中非新起始航迹集合中的临时航迹，判断在更新周期内，所述临时航迹是否与任一平台级航迹粗关联成功。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大羽，刘东圣，刘重，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：