CN107330269A - 4种以上偶数信息最小距离选优方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多源信息融合选择技术领域，具体是4种以上偶数信息最小距离选优方法。包括获取测量信息的时间序列；建立4种以上偶数信息最小距离和选优的数学模型；计算确定最优信息值等步骤。使用本发明无论是奇数种还是偶数种3种以上多源信息，恒能选到唯一的最优信息。在航天器多源信息处理领域发挥了重大作用。

Description

4种以上偶数信息最小距离选优方法

技术领域

本发明涉及一种多源信息融合选择技术领域，具体是对某目标同一时刻存在4种以上偶数两两不相关信息的测量值（即不同多源信息测量值都有差异性），如何选择哪一信息作为目标此刻测量信息的最优值的方法。

背景技术

航天飞行需要高可靠性，因此一些重要的飞行态势信息（时间序列）一般采用多传感器测量获取（多源信息），每个传感器有一定的可靠性，但难免某一时刻会出现上下跳动野值。

如果对某目标同一时刻存在3种以上两两不相关信息的测量值，选择哪一种信息作为目标此刻测量信息的最优测量值，可以采用以下的方法选择：

假设测量空间目标位置、速度与特性等参数，当信息源多于或等于3种时，设其种数为k，参数采样时刻点为m，选择方法的基本思想如下：以距离偏差为判断标准。判断时，选择某种待选信息i某一采样时刻j的值与同一采样时刻的其余的对应信息的值两两作差，并对作差的结果求和得距离偏差Δ _Lij，对所有的信息轮番做一次，距离偏差最小者待选信息i为某一采样时刻j最优信息参数的值。Δ _Lij 的计算公式如下：

i=1,2,…k；j=1,2,…m。

式中：Δ _Lij 为待选信息i采样时刻j的值与其它信息参数对应采样时刻j的值的距离偏差；x _ij 为待选信息i采样时刻j的值。

按上述方法进行多源信息选择，当信息源个数为奇数时，恒定能选到测量值居中的那种信息。但对于4种以上偶数个信息点，采用上述方法就恒有两种信息点到其他信息点距离和是相等的，且是最小值，此时上述方法便无法判断选择出最优信息。

发明内容

本实发明的目的是提供一种对多源航天器飞行制导最优信息进行选取的简单有效的方法。

为了实现上述目的而采用的技术方案是4种以上偶数信息最小距离选优方法，包括以下步骤：

1）获取测量信息的时间序列，时间序列中某一个采样时刻信息用x _ij 表示，下标i表示对应于第i个获取测量信息的传感器，下标j表示对应于第j个采样时刻。测量信息包括飞行位置、速度、加速度和姿态。其中测量信息针对的目标为太空、海上或陆地的运动目标。

2）对获得的时间序列中的每一个采样时刻信息计算其距离偏差Δ _Lij ，其计算公式如下：

，i=1,2,…k，j=1,2,…m；

式中：Δ _Lij 为待选传感器对一目标特性的测量信息i采样时刻j的值与其它传感器对同一目标特性的测量信息对应采样时刻j的值的距离偏差；x _ij 为时间序列中每一个采样时刻信息（待选信息i采样时刻j的值）；表示除某个特定下标为i的信息外其他k-1个信息值；k表示对参与同一目标特性测量的传感器的个数；m表示信息采样时刻序列数。

3）选取与Δ _Lij 最小值相对应的x _ij 作为检测的最优信息值。

本发明的优点是：无论是奇数种还是偶数种3种以上多源信息，恒能选到唯一的最优信息（能选到测量值大小居中的信息源的点）。本发明的方法在多源信息融合选择十分有效，对多源航天器飞行制导最优信息的选取简单适用，在航天器多源信息处理领域发挥了重大作用。

附图说明

图1是***集成示意图；

图2是4种以上偶数信息最小距离选优方法确定过程；

图3是4种信息测量值分布示意图。

具体实施方式

该方法涉及航天器多源信息最优融合选择确定，能用到航天、航海等要求高可靠性的领域，以提高航天器飞行制导精度和获取可靠的航天器飞行态势感知。多源信息时间序列可以指航天器要求高可靠性的多个陀螺测量的某一位置姿态参数等，为描述方便，统一用多源信息时间序列表述。本发明具体方法如下：

通过多种测量设备或通过航天器带有的多个激光陀螺仪获取的飞行位置、速度、加速度、姿态等目标特性的测量信息时间序列，目标可以是太空、海上、陆地等运动目标。如航天器带有的4个激光陀螺仪获取的轴向加速度测量信息时间序列：x _ij， i=1,2,3,4，j=1,2,…m；下标i表示对应于第i个激光陀螺仪，下标j表示对应于第j个采样时刻。该选优方法的目的就是对任意第j个采样时刻的4个激光陀螺仪的轴向加速度测量信息：去掉上下跳动的野值，选取测量值相对居中的信息为最优（或称最合理可信）的信息，对任意采样时刻选优一次。以确保获取最优的航天器的飞行态势。

在以上时间序列的基础上建立4种以上偶数信息最小距离和选优的数学模型：

当信息源多于或等于3种时，设其种数为k，参数采样时刻点为m，选择方法的基本思想如下：以距离偏差为判断标准。判断时，选择某种待选信息i某一采样时刻j的值与同一采样时刻的其余的对应信息的值两两作差，并对作差的平方和开方得距离偏差ΔLij，对所有的信息轮番做一次，距离偏差之和最小者为某种待选信息i为某一采样时刻j的最优值。融合处理时如时间没有对齐，则在预处理插值对齐。ΔLij的计算公式如下：

i=1,2,…k;j=1,2,…m.

式中：Δ _Lij 为待选传感器对一目标特性的测量信息i采样时刻j的值与其它传感器对同一目标特性的测量信息对应采样时刻j的值的距离偏差；x _ij， i=1,2,3,4，j=1,2,…m；为待选信息i采样时刻j的值；表示除某个特定下标为i的信息外其他k-1个信息值；k表示对参与同一目标特性测量的仪器的个数；m表示信息采样时刻序列数；

图3，给出了按背景技术中的多源信息选择方法，当信息源数为奇数时，恒定能选到居中的那种信息，对奇数种信息源，该多源信息选择方法是合理的（能选到量值排序居中的信息源的点），但对于4种以上偶数信息点，依据背景技术的多源信息选择方法判断，恒有两种信息点到其他信息点距离和是相等的，且是最小值（量值排序居中的信息源恒有两种），所以此时该多源信息选择方法无法作出最优选择判断，本发明的方法无论是奇数种还是偶数种3种以上信息，恒能选到唯一的最优信息（能选到测量值大小居中的信息源）。

图3所示的偶数种信息点，这里以最简单的四种偶数信息为例说明，按背景技术：原三种以上信息选优方法，信息二和信息三与其他信息的距离有同样的值11，即选信息二和信息三均可，四种偶数信息的其他时间点也同样存在这种现象。对于大于4种的偶数多源信息同样有以上规律。

但按本申请方法，信息二和信息三与其他信息的距离值分别为 、，则存在最优的信息三。

本方法对三种以上奇数两两不相关信息的测量值，也同样能选到唯一的最优值。

本方法对三种以上两两不相关信息的测量值，能选到唯一的最优值，在航天信息融合选优中发挥了重大作用，在国民经济要求高精度和高可靠性的广大多传感器测量领域的信息融合中具有通用性，可以借鉴。

Claims (3)

1.4种以上偶数信息最小距离选优方法，包括以下步骤：

1）获取测量信息的时间序列，时间序列中某一个采样时刻信息用x _ij 表示，下标i表示对应于第i个获取测量信息的传感器，下标j表示对应于第j个采样时刻；

2）对获得的时间序列中的每一个采样时刻信息计算其距离偏差Δ _Lij ，其计算公式如下：

，i=1,2,…k，j=1,2,…m；

式中：Δ _Lij 为待选传感器对一目标特性的测量信息i采样时刻j的值与其它传感器对同一目标特性的测量信息对应采样时刻j的值的距离偏差；x _ij 为时间序列中每一个采样时刻信息；表示除某个特定下标为i的信息外其他k-1个信息值；k表示对参与同一目标特性测量的传感器的个数；m表示信息采样时刻序列数；

3）选取与Δ _Lij 最小值相对应的x _ij 作为检测的最优信息值。

2.根据权利要求1所述4种以上偶数信息最小距离选优方法，其特征在于：所述测量信息包括飞行位置、速度、加速度和姿态。

3.根据权利要求2所述4种以上偶数信息最小距离选优方法，其特征在于：所述测量信息针对的目标为太空、海上或陆地的运动目标。