CN112285686A - 多基地雷达异步数据的实时在线融合方法 - Google Patents

多基地雷达异步数据的实时在线融合方法 Download PDF

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CN112285686A CN202011116981.8A CN202011116981A CN112285686A CN 112285686 A CN112285686 A CN 112285686A CN 202011116981 A CN202011116981 A CN 202011116981A CN 112285686 A CN112285686 A CN 112285686A
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Abstract

本发明属于多基地雷达数据融合技术领域,公开了一种多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,包括步骤:建立多基地雷达模型,多基地雷达模型中每两部雷达组成一个测量单元;所有测量单元的脉冲重复周期从小到大排列,选取最大的脉冲重复周期TN作为融合时间基准;每个测量单元分别按各自的脉冲重复周期对目标进行测量;每隔TN时间进行一次数据融合,每次数据融合过程中,对所有测量单元的待融合测量进行数据融合,得到当前融合时刻的融合结果,直至融合次数达到M。本发明通过事先提前计算出每个雷达数据融合的时刻,从而在减少数据传输量的同时,保证数据的完整性。

Description

多基地雷达异步数据的实时在线融合方法
技术领域
本发明涉及多基地雷达数据融合技术领域,具体涉及一种多基地雷达异步数据的实时在线融合方法。
背景技术
近年来,各种尖端武器不断发展,尤其是远程精确打击技术的发展,时刻威胁着国家领土安全,而且反辐射弹道技术、“隐身”技术、电子干扰等技术也对单基地雷达的生存和目标检测定位能力造成巨大威胁。在此背景下,多基地雷达得到了发展和广泛的应用。在多基地雷达中,每一部雷达有各自的检测跟踪数据,如果将这些数据进行融合处理,可以得到一个更加精确的跟踪定位结果。但是多基地雷达中各雷达参数存在差异,不能直接进行数据融合,因此如何进行快速有效的数据融合处理是多基地雷达中的一个热点问题。
文献“分布式雷达航迹融合关键技术研究”中提出一种简单航迹融合算法,使用每部雷达的跟踪误差协方差计算融合权值,具有较小的运算复杂度。但是前提条件为各雷达形成的航迹之间不存在过程噪声,雷达之间的初始误差估计也不相关,这些条件在实际应用过程中是很难满足的。且在实际工程应用中,当各雷达航迹采样时间不同时,需要对各航迹的每一帧数据进行存储,增大了雷达网中数据传输的难度,在数据融合时也会出现冗余数据。
文献“雷达航迹数据融合算法仿真***设计与实现”中设计的融合算法使用每部雷达在极坐标下的测量估计均方误差计算数据融合权值,该方法得到的权值为定值,因此在数据融合时计算量十分小。但是该方法仿真中也要求目标的轨迹参数采样周期必须为各雷达扫描频率的最大公约数,这个在实际工程中会丢失大量的航迹数据,因此无法保证雷达数据的完整性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,对于异步雷达组成的多基地雷达,通过事提前计算出每个雷达数据融合的时刻,从而在减少数据传输量的同时,保证数据的完整性,避免了现有技术中由于减少数据量而导致的数据丢失问题。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现。
多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,包括以下步骤:
步骤1,建立多基地雷达模型,所述多基地雷达模型中每两部雷达组成一个测量单元,共有N个测量单元;所有测量单元的脉冲重复周期从小到大排列分别为T1,…,Tn,…,TN,n=1,2,...,N;选取最大的脉冲重复周期TN作为融合时间基准,其对应的测量单元为融合基准测量单元,总融合时间长度为T,融合次数
Figure BDA0002730617150000021
其中,fix(·)表示向下取整;
步骤2,每个测量单元分别按各自的脉冲重复周期对目标进行测量,即每个测量单元每隔Tn时间完成一次对目标的测量;对于每次数据融合过程,计算每个测量单元中与当前融合时刻最接近的那次测量作为每个测量单元的待融合测量,并将其对应的脉冲重复周期序号作为融合信息矩阵Dn对应位置的元素,其中,Dn表示第n个测量单元的融合信息矩阵,Dn=[kn1,...,knm,...knM],n=1,2,...,N,knm表示第m次数据融合过程中第n个测量单元的待融合测量的脉冲重复周期序号;
步骤3,每隔TN时间进行一次数据融合,每次数据融合过程中,对N个测量单元的待融合测量进行数据融合,得到当前融合时刻的融合结果;
步骤4,判断当前融合次数m是否达到M,若是,则数据融合过程结束;否则,令m=m+1重复执行步骤3-步骤4。
进一步地,步骤3中,所述对N个测量单元的待融合测量进行数据融合,其具体步骤为:
步骤3.1,对于每个测量单元的第m次数据融合过程,每个测量单元分别根据各自的融合信息矩阵Dn中的第m个元素,读取与其相对应的测量所测得的目标位置信息zn(knm),n=1,2,...,N;同时,对于融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元,分别读取融合测量之前一次测量所得到的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1;
步骤3.2,每个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm)转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000031
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1,转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000032
步骤3.3,每个测量单元分别将目标位置信息
Figure BDA0002730617150000033
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000034
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将
Figure BDA0002730617150000035
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000036
步骤3.4,融合基准测量单元将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000037
n为融合基准测量单元序号,发送给融合中心;其余(N-1)个测量单元分别将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000038
n为其余(N-1)个测量单元序号,和待融合测量之前一次测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000039
发送给融合中心;
步骤3.5,融合中心接收所有测量单元发送的第m次融合数据,并分别将目标位置信息
Figure BDA0002730617150000041
Figure BDA0002730617150000042
转换为融合中心东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000043
Figure BDA0002730617150000044
步骤3.6,融合中心使用加权系数wnm和目标位置信息
Figure BDA0002730617150000045
Figure BDA0002730617150000046
进行第m次数据融合,得到第m次融合后的目标位置GF(m),即第m次融合结果。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明采用事先计算出异步多基地雷达数据融合的时刻信息,减少了数据融合时的数据传输量,降低了通信压力,提高数据融合的实时性,同时,由于充分利用各雷达的数据,实时提高了目标定位精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的实现过程流程图;
图2是本发明实施例的雷达一的跟踪结果和定位误差结果图;其中,(a)是跟踪结果图,(b)是定位误差曲线图;
图3是本发明实施例的雷达二的跟踪结果和定位误差结果图;其中,(a)是跟踪结果图,(b)是定位误差曲线图;
图4是本发明实施例中分别采用基准时间法和本发明方法得到的定位误差对比图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域的技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。
参考图1,本发明提供的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,按照以下步骤实施:
步骤1,建立多基地雷达模型,所述多基地雷达模型中每两部雷达组成一个测量单元,共有N个测量单元;所有测量单元的脉冲重复周期从小到大排列分别为T1,…,Tn,…,TN,n=1,2,...,N;选取最大的脉冲重复周期TN作为融合时间基准,其对应的测量单元为融合基准测量单元,总融合时间长度为T,融合次数
Figure BDA0002730617150000051
其中,fix(·)表示向下取整。
步骤2,每个测量单元分别按各自的脉冲重复周期对目标进行测量,即每个测量单元每隔Tn时间完成一次对目标的测量;对于每次数据融合过程,计算每个测量单元中与当前融合时刻最接近的那次测量作为每个测量单元的待融合测量,并将其对应的脉冲重复周期序号作为融合信息矩阵Dn对应位置的元素,其中,Dn表示第n个测量单元的融合信息矩阵,Dn=[kn1,...,knm,...knM],knm表示第m次数据融合过程中第n个测量单元的待融合测量的脉冲重复周期序号;
具体地,第n个测量单元(n=1,2,...,N)进行第m次融合(m=1,2,...,M)处理,第n个测量单元需要找到与本次融合时刻最接近的那次测量是第
Figure BDA0002730617150000052
次测量,fix(·)表示向下取整,并把该次测量的序号存在融合信息矩阵Dn中用于数据融合计算,即
Figure BDA0002730617150000053
则第n个测量单元的融合信息矩阵为
Figure BDA0002730617150000054
步骤3,每隔TN时间进行一次数据融合,每次数据融合过程中,对N个测量单元的待融合测量进行数据融合,得到当前融合时刻的融合结果;
步骤3.1,对于每个测量单元的第m次数据融合过程,每个测量单元分别根据各自的融合信息矩阵Dn中的第m个元素,读取与其相对应的测量所测得的目标位置信息zn(knm),n=1,2,...,N;同时,对于融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元,分别读取融合测量之前一次测量所得到的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1;
Figure BDA0002730617150000061
Figure BDA0002730617150000062
其中,rn(knm)和rn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标径向距离;θn(knm)和θn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标方位角;
Figure BDA0002730617150000063
Figure BDA0002730617150000064
分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标俯仰角。
步骤3.2,每个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm)转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000065
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1,转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000066
Figure BDA0002730617150000067
Figure BDA0002730617150000068
其中,
Figure BDA0002730617150000069
θn为第n个测量单元测量得到的目标方位角,
Figure BDA00027306171500000610
为第n个测量单元测量得到的目标俯仰角,
Figure BDA00027306171500000611
分别为第n个测量单元的方位角的标准差、俯仰角的标准差。
步骤3.3,每个测量单元分别将目标位置信息
Figure BDA00027306171500000612
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000071
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将
Figure BDA0002730617150000072
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000073
(3.3a)每个测量单元分别计算其对应的接收雷达在地心坐标系下的坐标:
Figure BDA0002730617150000074
其中,
Figure BDA0002730617150000075
a为地球半径,e为第一偏心率,
Figure BDA0002730617150000076
H
Hn分别代表第n个测量单元中接收雷达的经度、纬度、高度;
(3.3b)每个测量单元分别将目标位置信息
Figure BDA0002730617150000077
转换为地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000078
Figure BDA0002730617150000079
Figure BDA00027306171500000710
其中,
Figure BDA00027306171500000711
为接收雷达由东北天坐标转化为地心坐标的旋转矩阵,计算公式为:
Figure BDA00027306171500000712
其中,
Figure BDA00027306171500000713
Hn分别代表第n个测量单元中接收雷达的经度、纬度、高度。
步骤3.4,融合基准测量单元将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA00027306171500000714
n为融合基准测量单元序号,发送给融合中心;其余(N-1)个测量单元分别将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA00027306171500000715
n为其余(N-1)个测量单元序号,和待融合测量之前一次测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000081
发送给融合中心;
步骤3.5,融合中心接收所有测量单元发送的第m次融合数据,并分别将目标位置信息
Figure BDA0002730617150000082
Figure BDA0002730617150000083
转换为融合中心东北天坐标系下的位置信息
Figure BDA0002730617150000084
Figure BDA0002730617150000085
(3.5a)计算融合中心在地心坐标系下的坐标:
Figure BDA0002730617150000086
其中,
Figure BDA0002730617150000087
a为地球半径,e为第一偏心率,
Figure BDA0002730617150000088
Hf分别代表融合中心的经度、纬度、高度;
(3.5b)计算目标在融合中心东北天坐标系下的位置;
Figure BDA0002730617150000089
Figure BDA00027306171500000810
其中,
Figure BDA00027306171500000811
为地心坐标转换到融合中心东北天坐标的旋转矩阵,且
Figure BDA00027306171500000812
[·]-1表示矩阵求逆运算,
Figure BDA00027306171500000813
计算公式为;
Figure BDA00027306171500000814
其中,
Figure BDA00027306171500000815
Hf分别代表融合中心的经度、纬度、高度。
步骤3.6,融合中心使用加权系数wnm和目标位置信息
Figure BDA00027306171500000816
Figure BDA00027306171500000817
进行第m次数据融合,得到第m次融合后的目标位置GF(m),即第m次融合结果。
(3.6a)融合中心计算每个测量单元的加权系数;
Figure BDA0002730617150000091
Figure BDA0002730617150000092
其中,
Figure BDA0002730617150000093
Figure BDA0002730617150000094
Figure BDA0002730617150000095
Figure BDA0002730617150000096
Figure BDA0002730617150000097
Figure BDA0002730617150000098
Figure BDA0002730617150000099
Figure BDA00027306171500000910
分别表示第n个测量单元的接收雷达在极坐标系下距离、方位角、俯仰角三个维度上的量测方差;rn(knm)和rn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标径向距离;θn(knm)和θn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标方位角;
Figure BDA00027306171500000911
Figure BDA00027306171500000912
分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标俯仰角;
(3.6b)除了融合基准测量单元外,其余测量单元使用插值法计算融合时刻即mTN时刻的目标位置信息:
Figure BDA0002730617150000101
融合基准测量单元在融合时刻的目标位置信息:
Figure BDA0002730617150000102
(3.6c)计算融合后的目标位置坐标:
Figure BDA0002730617150000103
其中,GF(m)为第m次数据融合后的目标位置融合结果。
步骤4,判断当前融合次数m是否达到M,若是,则结束数据融合过程,否则,令m=m+1重复执行步骤3-步骤4。
至此,就完成了一种多基地雷达异步数据实时在线融合方法对多基地雷达的数据融合处理,能够提高实时性,减少数据传输量,且提高识别准确性。
仿真实验
本发明的效果通过以下仿真实验进一步说明:
1、仿真条件:
为验证本发明提供的多基地雷达异步数据实时在线融合方法的有效性,以两发一收多基地雷达为例,设定雷达一的脉冲重复频率为50Hz,距离量测标准差
Figure BDA0002730617150000104
方位角量测标准差
Figure BDA0002730617150000105
俯仰角量测标准差
Figure BDA0002730617150000106
雷达二的脉冲重复频率为60Hz,距离量测标准差
Figure BDA0002730617150000107
方位角量测标准差
Figure BDA0002730617150000108
俯仰角量测标准差
Figure BDA0002730617150000109
2、仿真内容与结果:
假设某高速机动目标以跳跃飞行从远处向雷达靠近然后飞过雷达上空远离,使用双发一收多基地雷达对其进行检测跟踪。
图2和图3分别为雷达一和雷达二的跟踪结果与定位误差。从图2(a)和图3(a)中可以看到雷达一和雷达二的跟踪趋势与实际航迹相吻合。从图2(b)与图3(b)可以看出,雷达一和雷达二测得的数据不同,这是由于两个雷达的脉冲重复频率不同所致;图4为基准时间定位误差与本发明融合定位误差对比图,从图4可以看出,通过本发明提出的方法进行数据融合,每一个雷达的数据得到了充分利用,目标定位精度得到提高。
虽然,本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,建立多基地雷达模型,所述多基地雷达模型中每两部雷达组成一个测量单元,共有N个测量单元;所有测量单元的脉冲重复周期从小到大排列分别为T1,…,Tn,…,TN,n=1,2,...,N;选取最大的脉冲重复周期TN作为融合时间基准,其对应的测量单元为融合基准测量单元,总融合时间长度为T,融合次数
Figure FDA0002730617140000011
其中,fix(·)表示向下取整;
步骤2,每个测量单元分别按各自的脉冲重复周期对目标进行测量,即每个测量单元每隔Tn时间完成一次对目标的测量;对于每次数据融合过程,计算每个测量单元中与当前融合时刻最接近的那次测量作为每个测量单元的待融合测量,并将其对应的脉冲重复周期序号作为融合信息矩阵Dn对应位置的元素,其中,Dn表示第n个测量单元的融合信息矩阵,n=1,2,...,N;
步骤3,每隔TN时间进行一次数据融合,每次数据融合过程中,对N个测量单元的待融合测量进行数据融合,得到当前融合时刻的融合结果;
步骤4,判断当前融合次数m是否达到M,若是,则数据融合过程结束;否则,令m=m+1重复执行步骤3-步骤4。
2.根据权利要求1所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,所述融合信息矩阵Dn=[kn1,...,knm,...knM],n=1,2,..,N;Dn的第m个元素knm表示第m次数据融合过程中第n个测量单元的待融合测量的脉冲重复周期序号。
3.根据权利要求1所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,所述对N个测量单元的待融合测量进行数据融合,其具体步骤为:
步骤3.1,对于每个测量单元的第m次数据融合过程,每个测量单元分别根据各自的融合信息矩阵Dn中的第m个元素,读取与其相对应的测量所测得的目标位置信息zn(knm),n=1,2,...,N;同时,对于融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元,分别读取融合测量之前一次测量所得到的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1;
步骤3.2,每个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm)转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000021
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将各自测得的目标位置信息zn(knm-1),n=1,2,...,N-1,转换为其接收雷达在东北天坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000022
步骤3.3,每个测量单元分别将目标位置信息
Figure FDA0002730617140000023
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000024
同时,融合基准测量单元以外的(N-1)个测量单元分别将
Figure FDA0002730617140000025
转换为对应的地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000026
步骤3.4,融合基准测量单元将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000027
n为融合基准测量单元序号,发送给融合中心;其余(N-1)个测量单元分别将用于第m次融合的数据即其待融合测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000028
n为其余(N-1)个测量单元序号,和待融合测量之前一次测量对应的地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000029
发送给融合中心;
步骤3.5,融合中心接收所有测量单元发送的第m次融合数据,并分别将目标位置信息
Figure FDA00027306171400000210
Figure FDA00027306171400000211
转换为融合中心东北天坐标系下的位置信息
Figure FDA00027306171400000212
Figure FDA00027306171400000213
步骤3.6,融合中心使用加权系数wnm和目标位置信息
Figure FDA00027306171400000214
Figure FDA0002730617140000031
进行第m次数据融合,得到第m次融合后的目标位置GF(m),即第m次融合结果。
4.根据权利要求3所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,步骤3.1中的zn(knm)、zn(knm-1)的表达式分别为:
Figure FDA0002730617140000032
Figure FDA0002730617140000033
其中,rn(knm)和rn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标径向距离;θn(knm)和θn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标方位角;
Figure FDA0002730617140000034
Figure FDA0002730617140000035
分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标俯仰角。
5.根据权利要求4所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,步骤3.2中的ZENUn(knm)、ZENUn(knm-1)的表达式分别为:
Figure FDA0002730617140000036
Figure FDA0002730617140000037
其中,
Figure FDA0002730617140000038
θn为第n个测量单元测量得到的目标方位角,
Figure FDA0002730617140000039
为第n个测量单元测量得到的目标俯仰角,
Figure FDA00027306171400000310
分别为第n个测量单元的方位角的标准差、俯仰角的标准差。
6.根据权利要求5所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,步骤3.3包含以下子步骤:
(3.3a)每个测量单元分别计算其对应的接收雷达在地心坐标系下的坐标:
Figure FDA0002730617140000041
其中,
Figure FDA0002730617140000042
a为地球半径,e为第一偏心率,
Figure FDA0002730617140000043
Hn分别代表第n个测量单元中接收雷达的经度、纬度、高度;
(3.3b)每个测量单元分别将目标位置信息
Figure FDA0002730617140000044
转换为地心坐标系下的位置信息
Figure FDA0002730617140000045
Figure FDA0002730617140000046
Figure FDA0002730617140000047
其中,
Figure FDA0002730617140000048
为接收雷达由东北天坐标转化为地心坐标的旋转矩阵,计算公式为:
Figure FDA0002730617140000049
其中,
Figure FDA00027306171400000410
Hn分别代表第n个测量单元中接收雷达的经度、纬度、高度。
7.根据权利要求6所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,步骤3.5包含以下子步骤:
(3.5a)计算融合中心在地心坐标系下的坐标:
Figure FDA00027306171400000411
其中,
Figure FDA00027306171400000412
a为地球半径,e为第一偏心率,
Figure FDA00027306171400000413
Hf分别代表融合中心的经度、纬度、高度;
(3.5b)计算目标在融合中心东北天坐标系下的位置:
Figure FDA0002730617140000051
Figure FDA0002730617140000052
其中,
Figure FDA0002730617140000053
为地心坐标转换到融合中心东北天坐标的旋转矩阵,且
Figure FDA0002730617140000054
[·]-1表示矩阵求逆运算,
Figure FDA0002730617140000055
计算公式为:
Figure FDA0002730617140000056
其中,
Figure FDA0002730617140000057
Hf分别代表融合中心的经度、纬度、高度。
8.根据权利要求7所述的多基地雷达异步数据的实时在线融合方法,其特征在于,步骤3.6包含以下子步骤:
(3.6a)融合中心计算每个测量单元的加权系数:
Figure FDA0002730617140000058
Figure FDA0002730617140000059
其中,
Figure FDA00027306171400000510
Figure FDA00027306171400000511
Figure FDA00027306171400000512
Figure FDA00027306171400000513
Figure FDA0002730617140000061
Figure FDA0002730617140000062
Figure FDA0002730617140000063
p32=0,
Figure FDA0002730617140000064
Figure FDA0002730617140000065
分别表示第n个测量单元的接收雷达在极坐标系下距离、方位角、俯仰角三个维度上的量测方差;rn(knm)和rn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标径向距离;θn(knm)和θn(knm-1)分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标方位角;
Figure FDA0002730617140000066
Figure FDA0002730617140000067
分别代表第n个测量单元第knm和(knm-1)次测量得到的目标俯仰角;
(3.6b)除了融合基准测量单元外,其余测量单元使用插值法计算融合时刻即mTN时刻的目标位置信息:
Figure FDA0002730617140000068
融合基准测量单元在融合时刻的目标位置信息:
Figure FDA0002730617140000069
(3.6c)计算融合后的目标位置坐标:
Figure FDA00027306171400000610
其中,GF(m)为第m次数据融合后的目标位置融合结果。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060069497A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Wilson Robert C Jr Tracking, relay, and control information flow analysis process for information-based systems
JP2014190959A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp 目標追尾装置
KR20150055260A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 한국과학기술원 분산형 수색 레이더 환경에서 획득한 데이터 간의 시간 동기화 방법
US20160103214A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Src, Inc. Use of Range-Rate Measurements in a Fusion Tracking System via Projections
US20180332548A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 U.S.A. as represented by the Administrator of NASA System and Method to Synchronize Clocks Across a Distributed Network of Nodes
CN109696172A (zh) * 2019-01-17 2019-04-30 福瑞泰克智能***有限公司 一种多传感器航迹融合方法、装置及车辆
EP3491411A1 (fr) * 2016-07-26 2019-06-05 Thales Procede et dispositif d'identification de modes d'emission radar
EP3525000A1 (en) * 2018-02-09 2019-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Methods and apparatuses for object detection in a scene based on lidar data and radar data of the scene
CN111208507A (zh) * 2020-01-10 2020-05-29 浙江大学 一种基于Doppler传感网络的室内移动目标定位方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060069497A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Wilson Robert C Jr Tracking, relay, and control information flow analysis process for information-based systems
JP2014190959A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp 目標追尾装置
KR20150055260A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 한국과학기술원 분산형 수색 레이더 환경에서 획득한 데이터 간의 시간 동기화 방법
US20160103214A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Src, Inc. Use of Range-Rate Measurements in a Fusion Tracking System via Projections
EP3491411A1 (fr) * 2016-07-26 2019-06-05 Thales Procede et dispositif d'identification de modes d'emission radar
US20180332548A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 U.S.A. as represented by the Administrator of NASA System and Method to Synchronize Clocks Across a Distributed Network of Nodes
EP3525000A1 (en) * 2018-02-09 2019-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Methods and apparatuses for object detection in a scene based on lidar data and radar data of the scene
CN109696172A (zh) * 2019-01-17 2019-04-30 福瑞泰克智能***有限公司 一种多传感器航迹融合方法、装置及车辆
CN111208507A (zh) * 2020-01-10 2020-05-29 浙江大学 一种基于Doppler传感网络的室内移动目标定位方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王奥亚: ""多弹协同雷达导引头信号融合探测架构分析"", 《航空兵器》, vol. 26, no. 4 *
陈林: ""多基地雷达检测跟踪联合处理方法研究"", 《CNKI优秀硕士学位论文》 *

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