CN114280596B - 一种多源数据融合引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多源数据融合引导方法，通过融合遥测数据、理论航迹数据、侦察测向数据、雷达探测数据对参试设备进行引导，实现参试设备对高速运动目标的精确跟踪，并且能够通过侦察测向数据和雷达探测数据的融合来识别真假目标。

Description

一种多源数据融合引导方法

技术领域

本发明属于高速运动目标飞行试验领域，尤其是一种多源数据融合引导方法。

背景技术

在高速运动目标抗干扰试验时，需要引导参试干扰设备对高速飞行中的目标进行精确跟踪，施放干扰，目前引导跟踪的方式主要有以下几种：

第一种是利用高速运动目标的遥测数据进行引导。优点是遥测数据精度较高；缺点是遥测数据在高速运动目标飞行变姿时容易丢失，且目标上需要加装遥测设备，成本较高。

第二种是利用理论航迹数据进行引导。由于受高速运动目标飞行时的天气影响，目标实际飞行航迹和理论航迹并不完全吻合，随着高速运动目标与参试设备的距离越来越近，角度误差会越来越大，对于窄波束参试设备来说数据精度过低，不能满足引导需求。部分试验提供的理论航迹数据是一秒一个点，精度太低，实际使用时还需要进行插值，与实际飞行航迹的误差也会变大。

第三种是利用雷达探测数据进行引导。由于高速运动目标的雷达散射截面积较小，飞行速度快，飞行高度高，飞行过程中会与各级助推器进行分离，形成多个目标，常规雷达很难对高速飞行中的目标进行稳定跟踪，而且在搜索阶段时容易搜索出多个目标，如果不及时进行外引导干预，容易跟踪上错误的目标，比如跟上云团、助推器残骸等假目标。

第四种是利用侦察测向设备的侦察测向数据进行引导。由于侦察测向设备容易受到参试设备发射信号的影响，一般会与参试干扰设备保持一定的距离，直接使用侦察测向设备的测向数据会存在一定的误差，随着高速运动目标与参试设备的距离越来越近，角度误差则会越来越大，对于窄波束参试设备来说，数据精度不能满足引导需求。

发明内容

本发明针对高速运动目标抗干扰试验等需要引导参试设备对高速飞行的目标进行精确跟踪的场合，提出了一种多源数据融合引导方法，引导参试设备对高速飞行中的目标进行连续精确跟踪。

实现本发明目的的具体技术解决方案为：一种多源数据融合引导方法，其特征在于，通过融合遥测数据、理论航迹数据、侦察测向数据、雷达探测数据对参试设备进行引导，实现参试设备对高速运动目标的连续精确跟踪，具体包括以下步骤：

步骤1、在目标发射后，判断是否存在遥测数据，根据是否存在遥测数据，确定向参试设备推送引导数据的类型，用于跟踪高速运动目标：

存在遥测数据时，接收试验中心推送的遥测数据，分发遥测数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪高速运动目标，转入步骤2。

没有遥测数据，则通过目标发射时刻，匹配理论航迹数据，推送理论航迹数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪目标，转入步骤3。

步骤2、遥测数据正常是周期性推送，如果超过一定时间没有接收到遥测数据，则认为遥测数据丢失，当有理论航迹数据时，自动切换到理论航迹数据引导，当再次接收到遥测数据时，则立即自动切换到遥测数据引导，转入步骤3。

步骤3、当高速运动目标进入到参试设备中的侦察测向设备、雷达设备的作用距离后，侦察测向设备侦察高速运动目标发射的电子信号并测向，获得侦察测向数据，雷达设备探测高速运动目标位置，获得雷达探测数据，计算雷达探测的目标位置相对侦察设备的方位和俯仰，与侦察测向设备的测向数据进行匹配，能够匹配上的则为真目标，不能匹配的则可能为分离的助推器或气象云等假目标，匹配上的目标数据为有源和无源数据融合结果，转入步骤4。

步骤4、当有遥测数据时，继续推送遥测数据引导参试设备，同时利用遥测数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近遥测数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，当无遥测数据或遥测数据中断时，利用理论航迹数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近理论航迹数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，并利用修正后的数据引导参试设备，转入步骤3，直到试验结束。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)通过多源数据融合，互为补充，实现对高速运动目标的连续引导跟踪；

(2)通过侦察测向数据和雷达探测数据的融合，实现对真假目标的识别，提高单维数据的精度。

附图说明

图1为多源数据融合引导方法流程图。

具体实施方式

通过融合遥测数据、理论航迹数据、侦察测向数据、雷达探测数据，互为补充，当某维数据丢失，自动切换到其它维数据；侦察测向数据和雷达探测数据融合实现对真假目标的识别。

结合图1，一种多源数据融合引导方法，对遥测数据、理论航迹数据、侦察测向数据、雷达探测数据进行融合，实现引导参试设备对高速运动中的目标进行连续精确跟踪，步骤如下：

步骤1、在目标发射后，判断是否存在遥测数据，根据是否存在遥测数据，确定向参试设备推送引导数据的类型，用于跟踪目标：

存在遥测数据时，接收试验中心推送的遥测数据，分发遥测数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪目标，转入步骤2。

没有遥测数据，则通过目标发射时刻，匹配理论航迹数据，推送理论航迹数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪运动目标，转入步骤3。

步骤2、遥测数据正常是周期性推送，如果超过一定时间没有接收到遥测数据，则认为遥测数据丢失，当有理论航迹数据时，自动切换到理论航迹数据引导，当再次接收到遥测数据时，则立即自动切换到遥测数据引导，转入步骤3。

步骤3、当高速运动目标进入到参试设备中的侦察测向设备、雷达设备的作用距离后，侦察测向设备侦察高速运动目标发射的电子信号并测向，获得侦察测向数据，雷达设备探测高速运动目标位置，获得雷达探测数据，计算雷达探测的目标位置相对侦察设备的方位和俯仰，与侦察测向设备的测向数据进行匹配，能够匹配上的则为真目标，不能匹配的则可能为分离的助推器残骸或气象云等假目标，匹配上的目标数据为有源和无源数据融合结果，具体如下：

假设侦察测向设备的地理坐标为(L,B,H)，其中L为经度，B为纬度，H为高度，地心坐标为(X₀,Y₀,Z₀)，则：

式中：东西圆曲率半径a为地球长半轴，b为地球短半轴，第一偏心率/>

假设雷达探测目标位置的地心坐标为(X_i,Y_i,Z_i)，其中i∈[1，M]，M为目标个数)，则在北天东坐标系中，雷达探测目标相对侦察测向设备站的直角坐标为(x_i,y_i,z_i)，则有：

雷达探测目标相对侦察测向设备的方位角α_i、俯仰角β_i、距离R_i为：

假设侦察测向设备侦测目标的方位角为α_s，俯仰角为β_s，方位角匹配误差为α₀，俯仰角匹配误差为β₀，则匹配公式为：

满足上述匹配公式的雷达探测目标为真目标，则需使用此探测目标的位置数据引导参试设备。

转入步骤4。

步骤4、当有遥测数据时，继续推送遥测数据引导参试设备，同时利用遥测数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近遥测数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，当无遥测数据或遥测数据中断时，利用理论航迹数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近理论航迹数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，并利用修正后的数据引导参试设备，转入步骤3，直到试验结束。

Claims (2)

1.一种多源数据融合引导方法，其特征在于，通过融合遥测数据、理论航迹数据、侦察测向数据、雷达探测数据对参试设备进行引导，实现参试设备对高速运动目标的连续精确跟踪，具体包括以下步骤：

步骤1、在目标发射后，判断是否存在遥测数据，根据是否存在遥测数据，确定向参试设备推送引导数据的类型，用于跟踪高速运动目标：

存在遥测数据时，接收试验中心推送的遥测数据，分发遥测数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪高速运动目标，转入步骤2；

没有遥测数据，则通过目标发射时刻，匹配理论航迹数据，推送理论航迹数据给参试设备，引导参试设备开始跟踪目标，转入步骤3；

步骤2、遥测数据正常是周期性推送，如果超过一定时间没有接收到遥测数据，则认为遥测数据丢失，当有理论航迹数据时，自动切换到理论航迹数据引导，当再次接收到遥测数据时，则立即自动切换到遥测数据引导，转入步骤3；

步骤3、当高速运动目标进入到参试设备中的侦察测向设备、雷达设备的作用距离后，侦察测向设备侦察高速运动目标发射的电子信号并测向，获得侦察测向数据，雷达设备探测高速运动目标位置，获得雷达探测数据，计算雷达探测的目标位置相对侦察设备的方位和俯仰，与侦察测向设备的测向数据进行匹配，能够匹配上的则为真目标，不能匹配的则可能为分离的助推器或气象云等假目标，匹配上的目标数据为有源和无源数据融合结果，转入步骤4；

步骤4、当有遥测数据时，继续推送遥测数据引导参试设备，同时利用遥测数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近遥测数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，当无遥测数据或遥测数据中断时，利用理论航迹数据对有源和无源数据融合结果进行修正，最接近理论航迹数据的目标为真目标，其他的则为假目标并剔除，并利用修正后的数据引导参试设备，转入步骤3，直到试验结束。

2.根据权利要求1所述的多源数据融合引导方法，其特征在于，步骤3中，假设侦察测向设备的地理坐标为(L,B,H)，其中L为经度，B为纬度，H为高度，地心坐标为(X₀,Y₀,Z₀)，则：

式中：东西圆曲率半径a为地球长半轴，b为地球短半轴，第一偏心率

假设雷达探测目标位置的地心坐标为(X_i,Y_i,Z_i)，其中i∈[1，M]，M为目标个数，则在北天东坐标系中，雷达探测目标相对侦察测向设备站的直角坐标为(x_i,y_i,z_i)，则有：

雷达探测目标相对侦察测向设备的方位角α_i、俯仰角β_i、距离R_i为：

假设侦察测向设备侦测目标的方位角为α_s，俯仰角为β_s，方位角匹配误差为α₀，俯仰角匹配误差为β₀，则匹配公式为：

满足上述匹配公式的雷达探测目标为真目标，则需使用此探测目标的位置数据引导参试设备。