当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

基于空防雷达网络的多传感器信息融合关键技术研究及其应用

发布时间:2018-11-18 14:44
【摘要】:近年来,海湾战争及911恐怖袭击、马航MH370失联等国际事件暴露出的空防情报不共享、提供目标属性不明确、航迹不连续、态势评估不准确等问题,严重影响了战争行动和反恐作战。我军受指挥关系、武器性能、地理遮蔽、编制体制等条件约束,不同程度地存在着上述问题,因此,从2010年开始,重点加强了对空防雷达网络情报系统的研究和建设。本论文所研究的课题,系作者从事几十年雷达情报系统建设与保障维护工作基础上,结合工作实践经验所做的创新和探索。课题重点研究了空防雷达网络系统在多传感器信息融合中的优化布站、目标识别、目标跟踪、威胁评估等关键技术,探讨了有关技术的改进问题,并在工作实际中进行了应用。课题的研究较好地发挥了多传感器信息融合技术在空防雷达网络中的作用,提高了空防雷达网络系统整体作战性能。论文以实现空防雷达网络系统的布站优化,改进异类传感器信息融合的目标识别,完成被动传感器的目标跟踪,以及分析空防威胁评估为目标,主要基于蚁群算法(ant colony optimization, ACO)、模糊神经网络、高斯-厄密特滤波(Gauss-Hermite filtering, GHF)、贝叶斯网络(Bayesian networks, BN)等信息融合理论及方法,对空防雷达网络系统的布站优化、目标识别、目标跟踪、威胁评估等展开研究及实践应用。论文首先归纳了多传感器信息融合的特点和基本定义。描述了信息融合的系统模型和主要算法,异类传感器系统可以实现信息互补,避开各自缺点,但融合复杂,没有统一方法:被动传感器本身不发射信号,具有较强的生存能力和反隐身能力。其次,基于雷达网络布站方案及优化方法,实地搭建了空防雷达网络系统平台。研究了基于ACO算法的雷达网络布站方案,提出了基于参数优选演进的优化布站方法,仿真得到了较好的布站方案;进行了实地勘察,完成了空防雷达网络系统的实地搭建,验证了理论方法的正确性和可操作性。再次,研究了空防雷达网络系统基于异类传感器信息融合的目标识别改进问题。讨论了基于3种异类传感器构建异类传感器信息融合系统,研究了特征层基于模糊神经网络的改进聚类中心选择方法和决策层改进D-S证据组合矛盾冲突解决方案;对四批四架飞机日标进行了侦测,得到了目标特征参数,进行了仿真实验,完成了空防雷达网络系统对空中目标融合识别的改善。之后,基于多被动传感器系统,讨论了空防雷达网络纯方位多目标跟踪融合方法。分析了被动雷达纯方位条件下基于高斯-厄密特滤波(Gauss-Hermite filtering, GHF)的目标航迹关联更新方法,利用目标先验信息计算得到全体观测与目标的可行划分;基于空防雷达网络系统,对两批两架飞机目标进行了纯方位被动跟踪关联,并对关联结果进行了比较。最后,结合空防雷达网络系统对多种情况下的敌机威胁等级进行了评估分析。给出了威胁评估的数学描述,建立了模糊动态贝叶斯网络(fuzzy dynamic Bayesian networks, FDBN)模型,对两批两架飞机目标进行了模拟空战的雷达侦测,并通过计算机仿真给出了基于模糊动态贝叶斯网络的威胁评估(threat assessment using fuzzy dynamic Bayesian networks, TAFDBN)推理过程,以及FDBN灵敏度计算,研究结果扩展了空防雷达网络系统的作战应用。
[Abstract]:In recent years, the air-raid information that has been exposed by international events such as the Gulf War and the September 11 terrorist attacks and the Malaysia Airlines flight MH370 is not shared, and the problems such as the unclear target attribute, the non-continuity of the track, the inaccurate situation assessment and the like are provided, and the war operation and the counter-terrorism operation are seriously affected. As a result, the research and construction of the airborne anti-radar network information system has been strengthened in the beginning of 2010. The subject of this thesis is the innovation and exploration of the author's work experience in the construction and maintenance of radar information system for several decades. This paper focuses on the key technologies such as the optimization of the air defense radar network system in the multi-sensor information fusion, the target recognition, the target tracking and the threat assessment, and discusses the improvement of the related technologies and the application in the practice. The research on the problem of multi-sensor information fusion plays an important role in the anti-radar network, and the overall operational performance of the airborne radar network system is improved. Based on ant colony optimization (ACO) and fuzzy neural network, the paper is based on ant colony optimization (ACO) and fuzzy neural network. The information fusion theory and method of Gauss-Hermite filtering (GHF) and Bayesian networks (BN) are used to research and practice the optimization, target recognition, target tracking and threat assessment of the airborne radar network system. The paper first summarizes the characteristics and the basic definition of multi-sensor information fusion. The system model and the main algorithm of the information fusion are described. The heterogeneous sensor system can realize the information complementation and avoid the respective disadvantages, but the fusion is complex and there is no uniform method: the passive sensor does not transmit the signal itself, and has strong survivability and anti-stealth capability. Secondly, the airborne radar network system platform is built on the ground based on the radar network fabric station scheme and the optimization method. This paper studies the radar network fabric station scheme based on the ACO algorithm, and puts forward the optimized cloth station method based on the parameter optimization evolution. The simulation results in the better cloth station scheme. The field investigation is carried out, and the field construction of the air defense radar network system is completed. and the correctness and the operability of the theoretical method are verified. Thirdly, the target recognition improvement problem based on the heterogeneous sensor information fusion is studied. This paper discusses the construction of heterogeneous sensor information fusion system based on three kinds of heterogeneous sensors, and studies the improved clustering center selection method and decision-making level improvement of D-S evidence combination conflict resolution solution based on the fuzzy neural network. The target characteristic parameters are obtained, and the simulation experiment is carried out, and the improvement of the air target fusion recognition by the air defense radar network system is completed. Then, based on the multi-passive sensor system, the method of multi-target tracking and fusion of the pure azimuth of the airborne radar is discussed. The target track correlation updating method based on the Gaussian-Hermite filtering (GHF) under the pure azimuth condition of the passive radar is analyzed, and the feasible division of the whole observation and the target is obtained by using the prior information of the target, and the method is based on the air defense radar network system, A pure-orientation passive tracking association for two aircraft targets is carried out, and the correlation results are compared. Finally, the threat level of the enemy aircraft under various conditions is analyzed and analyzed in combination with the airborne radar network system. The mathematical description of the threat assessment is given, and the fuzzy dynamic Bayesian network (FDBN) model is established, and the radar detection of the two aircraft targets is simulated. The reasoning process of the threat assessment (TAFDBN) based on the fuzzy dynamic Bayesian network and the sensitivity calculation of the FDBN are given by computer simulation. The results of the research extend the operational applications of the airborne radar network system.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN959;TP202

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩艳春;李智兰;曾宪文;;目标识别与分类方法[J];军事通信技术;2003年01期

2 杨建勋,史朝辉;基于模糊综合函数的目标识别融合算法研究[J];火控雷达技术;2004年04期

3 李彦鹏,施福忠,黎湘,庄钊文;基于模糊综合评判的目标识别效果评估[J];计算机应用研究;2005年03期

4 左峥嵘,张天序;集成证据提高目标识别性能的方法研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年03期

5 李彦鹏,黎湘,庄钊文;一种应用模糊聚类分析的目标识别效果评估方法[J];电子对抗技术;2005年03期

6 盖明久;吕世良;时宝;;一种概率更新方法及在目标识别中的应用[J];海军航空工程学院学报;2006年05期

7 张平定;王海军;王睿;;一种基于聚类思想的目标识别新方法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2006年02期

8 贾宇平;付耀文;黎湘;庄钊文;;灰局势决策方法在决策层融合目标识别中的应用[J];信号处理;2007年04期

9 李静;黄峥;;静态傅里叶干涉具在目标识别中的应用研究[J];光谱学与光谱分析;2009年08期

10 黄瑶;熊和金;;目标识别的灰关联方法研究[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2009年S1期

相关会议论文 前10条

1 王宇;钟秋海;;用统计模式识别方法建立海上目标识别的数学模型[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

2 郑援;胡成军;;基于数据融合的鱼雷目标识别[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

3 李夕海;赵克;慕晓冬;刘代志;;目标识别中的特征相空间吸引子分析[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年

4 冯杰;盖强;古军峰;;模糊聚类分析方法在海上目标识别中的应用[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

5 赵克;刘代志;慕晓东;苏娟;;目标识别的特征量约束[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年

6 李正东;陈兴无;宋琛;何武良;;多传感器的目标识别[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年

7 郭相科;刘进忙;曹学斌;张玉鹏;;子类独立分量分析在声目标识别中的应用[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年

8 张翠;高广春;赵胜颖;;基于时间融合算法的近程目标识别[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年

9 俞鸿波;赵荣椿;;三维空间目标识别概述[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年

10 曹健;陈红倩;毛典辉;李海生;蔡强;;基于局部特征的图像目标识别问题综述[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年

相关重要报纸文章 前2条

1 莫衍崴 特约记者刘谦;上士白光斌:电话传音排故障[N];战士报;2012年

2 陈德潮邋本报特约通讯员 曹金平 刘剑;为潜艇铸“魂”[N];解放军报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 肖永生;射频隐身雷达信号设计与目标识别研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 崔宗勇;合成孔径雷达目标识别理论与关键技术研究[D];电子科技大学;2015年

3 丁军;基于稀疏理论的SAR图像目标识别研究[D];西安电子科技大学;2015年

4 韩静;基于仿生视觉模型和复杂信息学习的多光谱夜视目标识别技术[D];南京理工大学;2014年

5 王海罗;基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究[D];北京理工大学;2015年

6 黄璇;多源引导信息融合及其关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年

7 宁宣杰;基于空防雷达网络的多传感器信息融合关键技术研究及其应用[D];东北大学;2014年

8 舒锐;卫星目标识别与特征参数提取方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 张池平;多传感器信息融合方法及其在空间目标识别中的应用[D];哈尔滨工业大学;2006年

10 李彦鹏;自动目标识别效果评估[D];国防科学技术大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 许俊峰;基于模型的任意视点下三维目标识别研究[D];南京航空航天大学;2015年

2 李建;毫米波辐射计目标识别性能测试系统研究[D];南京理工大学;2015年

3 陈晨;红外/毫米波复合信号处理方法及电路设计[D];南京理工大学;2015年

4 王玉君;基于远红外热像仪的地面机动目标识别[D];沈阳理工大学;2015年

5 姚国伟;基于高分辨距离像的舰船目标识别研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 周伟峰;基于神经网络的单目机器人目标识别定位研究[D];安徽工程大学;2015年

7 谭敏洁;基于压缩感知的雷达一维距离像目标识别[D];电子科技大学;2015年

8 王翔;基于局部神经反应的目标识别研究[D];华中师范大学;2015年

9 刘巍;基于非均匀采样图像的目标识别与跟踪算法研究[D];北京理工大学;2015年

10 田兵兵;基于核函数的SAR图像目标识别研究[D];电子科技大学;2015年



本文编号:2340327

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2340327.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fc156***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com