多源信息融合的目标航迹估计及威胁评估分析

发布时间：2020-06-16 07:06

【摘要】：近年来战争军备不断升级,各种伪装隐形技术以及干扰技术被大量应用于战场,单一传感器不能满足现代化战争的需要,开发快速、有效融合系统成为了当前迫切的需求。本文面向实际作战应用,结合机动目标跟踪与评估的特点和难点,提出了基于多源信息融合的目标航迹估计与威胁评估方法,在实现对机动目标高精度自适应跟踪的同时,有效将目标航迹数据转化为决策层信息,为后续打击方案的制定提供依据。通过对实际应用需求和设计约束的分析,给出了适用于复杂战场环境的信息融合系统模型形式,明确了模块间的输入输出关系。在此基础上,对信息融合系统常用的五种信息源进行了分析,归纳总结了各类信息源的其优势和局限性,并根据本文应用场景选取了合适的信息源。交互式多模型基础上,应用自适应跟踪和无迹卡尔曼滤波的方法进行非线性系统的滤波,同时,改进这种算法,建立运动滤波模型。能够得到很好的跟踪精度。传统的分布式航迹融合自身有缺点,如何选择精度高,计算量小的分层航迹融合就很重要为解决分层融合算法无法用于交互式多模型估计结果的问题,利用已有数据对系统整体先验统计量进行了构造,得出将分层航迹融合和交互式多模型结合。仿真试验对算法性能进行了验证,并对比了双雷达以及双雷达+红外两种模式下的融合结果,表明能够有效提高精度,同时发挥传感器各自优势,使估计精度进一步提升。在得到目标航迹之后,进行威胁评估。系统的评估方法要有各种主要因素,以及各自的权重系数。在此基础上构建了总偏差最小原则下的组合赋权模型,并将其应用于多属性决策方法中,获得了对各目标威胁程度的综合评判。通过算例表明,该方法兼顾了专家经验与战场数据的客观特征,赋权更为合理,评估结果更加真实可信。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：E91
【图文】：

示意图,信息融合,系统模型,示意图

图 2.10 信息融合系统模型示意图考虑到本系统应具有较高的可靠性和较好的实时性，因此，本系统的融合处理过程采用分布式结构。当各信息源获得原始目标数据，航迹滤波处理，形成局部航迹，并将其传送至航迹融合中心。在融合中心处，首先对各局部估计结果进行时间对准、坐标转换、单位转换等预处理，将不同类型、不同时空的传感器数据变换至同一维度、同一坐标系下，关联融合进而完成对目标航迹估计，生成目标状态信息包括速度、位置及加速度。威胁评估环节的数据源来自航迹估计环节输出的融合航迹信息。该环节首先对融合后的航迹信息进行规范化处理，提取威胁评估因素集，之后利用相应的推理方法进行威胁度计算和威胁等级评定。本环节的威胁评估结果将为指挥决策和武器系统控制提供依据，以缩短指挥员态势感知和决策制定的时间，提高作战效率。此外，本系统还包含系统管理模块，用于对整个融合系统进行实时监控与评价。该模块通过建立一定的优化指标，给出传感器布站、融合过程、威胁评估模型等环节的改进方案，使系统能够根据环境或目标的变化进行及时调整，以便实现资源的最优分配，提高系统对复杂战场环境的适应性。

示意图,雷达探测,示意图,方位角

统管理环节和动态反馈回路，循环特性明确。系统可以根据需求及时做出调整，从而实现对2.4 信息源选择天线系统、发射装置、接收装置、信号处理器现对目标距离、速度、方位角、俯仰角等数据来定位目标位置。而半主动雷达和被动雷达射雷达回波或敌方辐射源信号对目标进行定用极坐标系，即利用斜距Ｒ、方位角 φ 和俯示。

【参考文献】