專利名稱：一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于(fl、指揮控制或情報處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度
評定方法，該方法可以用于對多源航跡關(guān)聯(lián)處理過程判定的關(guān)聯(lián)航跡來源于同一個目標的 可疑程度進行評定。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)融合是對來自多傳感器的數(shù)據(jù)進行再處理的過程，因此，傳感器、目標及其環(huán) 境的特征是數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)整定的重要依據(jù)，它們對數(shù)據(jù)融合算法及其控制參數(shù) 的選取起著關(guān)鍵作用。在實際應(yīng)用中，由于目標及其環(huán)境的特征提取也依賴于傳感器的目 標探測數(shù)據(jù)，因此，傳感器的探測性能以及對傳感器探測性能掌握的準確程度，從根本上影 響數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)生成融合態(tài)勢的性能。 通常，傳感器的探測精度和探測系統(tǒng)誤差都是緩時變的過程隨著時間推移，傳感 器的探測精度會變差、系統(tǒng)誤差會變大。傳感器誤差特性的變化，使得融合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 與合成算法的原有參數(shù)的適用性降低。在線、自動地估計出傳感器系統(tǒng)誤差和精度等重要 參數(shù)、并用于對傳感器輸入數(shù)據(jù)進行修正，是一種構(gòu)建自適應(yīng)型、學(xué)習(xí)型或智能型數(shù)據(jù)融合 系統(tǒng)的有效途徑。 一種自適應(yīng)航跡融合系統(tǒng)可以采用如圖l所示的結(jié)構(gòu)，它由數(shù)據(jù)預(yù)處理、 航跡關(guān)聯(lián)、航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定、傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)估計、航跡合成等模塊組 成，其中，數(shù)據(jù)預(yù)處理、航跡關(guān)聯(lián)、航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定、傳感器系統(tǒng)誤差與精度參數(shù)估計 等四個模塊共同構(gòu)成自適應(yīng)回路。 現(xiàn)有的傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)估計方法大部分是基于能夠獲得正確的多 源目標關(guān)聯(lián)關(guān)系這一前提。但實際上，多源數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)總會存在錯誤關(guān)聯(lián)，無法做到航跡 關(guān)聯(lián)判定總是正確的。為此，在傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)估計過程中，需要依靠人工進 行航跡關(guān)聯(lián)關(guān)系篩選，以避免錯誤的目標關(guān)聯(lián)關(guān)系對傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)估計造 成不良影響。由于需要人工參與，傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)的在線估計難以實現(xiàn)自動 化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，該方法用于對多源航
跡關(guān)聯(lián)處理過程判定的關(guān)聯(lián)航跡來源于同一個目標的可疑程度進行評定。 本發(fā)明一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其步驟如下 (1)生成若干個待評航跡對將來源于多個傳感器的關(guān)聯(lián)航跡，根據(jù)應(yīng)用的需要， 生成若干個兩兩傳感器的關(guān)聯(lián)航跡的航跡對，對于每一個航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定 分別按第(2)步至第(8)步進行； (2)目標航跡信息時間、空間對準將兩傳感器的異步、不同空間基準的航跡數(shù) 據(jù)，轉(zhuǎn)換成相同時間和空間基準的航跡數(shù)據(jù)； (3)構(gòu)造參評目標航跡集合為減小傳感器系統(tǒng)誤差的影響，需要限定參評目標
4航跡的空間分布范圍，將在一定空間范圍內(nèi)的目標航跡構(gòu)成參評目標航跡集合；
(4)計算標準化航跡似然度分別計算待評航跡對中的一個航跡與另一航跡的產(chǎn) 生信源的參評航跡集合中各航跡的統(tǒng)計距離，并基于此，修正待評的一對航跡的統(tǒng)計距離， 形成標準化航跡似然度； (5)計算用于描述傳感器虛情、漏情和未檢測區(qū)域的修正因子以傳感器以往統(tǒng) 計數(shù)據(jù)、當(dāng)前輸出的航跡數(shù)據(jù)以及傳感器探測能力，計算相應(yīng)的修正因子；
(6)計算統(tǒng)計偏差矢量的標準差為減小傳感器系統(tǒng)誤差的影響，對參評航跡對 集合中的每一對航跡分別計算統(tǒng)計偏差矢量，并計算其標準差； (7)計算用于描述目標分布的修正因子以統(tǒng)計偏差矢量的標準差和目標分布的 統(tǒng)計距離的比值來考察目標分布的相對密集程度； (8)計算航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度將第(2)步至第(7)步計算出的中間結(jié)果
進行綜合，形成航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度的評定結(jié)果。 所述步驟(7)，按照下述方法計算用于描述目標分布的修正因子 用yip(t)表示航跡，t表示時間，下標中的兩個字母ip分別表示信源號i和航跡號
P。根據(jù)在第(3)步中待評估的航跡對(yip(t)， yjq(t))所構(gòu)造的信源j的參評航跡集Aj，
在Aj中以yjr(t)表示與航跡yj,(t)的"統(tǒng)計距離"最近的航跡，在該步驟里，"統(tǒng)計距離"被
定義為z),〗w:[y^(0—y;W]v;^力(0[y力(0—y,(0]，式中vip,jq(t)為兩航跡yip(t)禾口yjq(t)
的誤差協(xié)方差矩陣之和。 計算用于描述目標分布的修正因子 rD (i ， p) = c X (3ip, jq (t)) /Dip (t) 其中，X^p,j,(t))為根據(jù)第(6)步計算出的統(tǒng)計偏差矢量的標準差，c為修正強度
因子，一般在區(qū)間(2. 5， 5. 5)之間取值，建議取4.0。 所述步驟(8)，按照下述方法計算航跡關(guān)聯(lián)不確定度 根據(jù)第(4)步、第(6)步、第(7)步的計算結(jié)果，計算yip(t)的航跡修正似然度 aip(t):=="如(/產(chǎn)(U))W 其中，a^(t)為yip(t)的標準化航跡似然度，X(Ut))為根據(jù)第(6)步計算出 的統(tǒng)計偏差矢量的標準差，r。(i， p)為根據(jù)第(7)步計算出的用于描述目標分布的修正因 子。同樣，可計算^(t)。 再根據(jù)第(5)步，采用如下公式對航跡對(yip(t)，yjq(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進 行評定 Uip,jq(t) = l-min[aip(t)， ajq(t)] *rc(i，p，j) *rc(j，q，i) *rf(i，p，j，q) 其中，rf (i， p， j， q)為航跡yip(t)和yjq(t)因虛情和漏情的關(guān)聯(lián)不確定性修正因 子，r。(i，p， j)為信源j對航跡yip(t)關(guān)于未檢測區(qū)域的修正因子；r。(j，q， i)為信源i對 航跡y化(t)關(guān)于未檢測區(qū)域的修正因子。 本發(fā)明提供的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法可以對數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)判定的關(guān)聯(lián)航跡 來源于同一個目標的可疑程度進行評定。融合系統(tǒng)可以用評定結(jié)果代替人工對航跡關(guān)聯(lián)判 決結(jié)果進行篩選，只將航跡關(guān)聯(lián)不確定度比較低的關(guān)聯(lián)航跡數(shù)據(jù)用于傳感器系統(tǒng)誤差與精度參數(shù)估計，以支持傳感器系統(tǒng)誤差與精度等參數(shù)在線估計的自動化，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造 自適應(yīng)型、學(xué)習(xí)型或智能型數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)。 本發(fā)明一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法的優(yōu)點是本發(fā)明綜合考慮了傳感器探測 能力、目標分布等因素對航跡關(guān)聯(lián)不確定度的影響；能夠合理反映目標間隔距離、傳感器測 量誤差、航跡關(guān)聯(lián)的正確性、檢測概率等與航跡關(guān)聯(lián)不確定度之間的關(guān)系；航跡關(guān)聯(lián)不確定 度的評定結(jié)果對傳感器的系統(tǒng)誤差、在評定中使用的傳感器精度參數(shù)等不敏感；本發(fā)明可 以用于構(gòu)建自適應(yīng)型、學(xué)習(xí)型或智能型航跡數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)。


圖1是一種自適應(yīng)航跡融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)； 圖2是本發(fā)明提供的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法的流程圖；
圖3是實例中雷達和目標分布示意圖； 圖4至圖6為實例中航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定結(jié)果。其中，橫坐標為目標間距，單位 為米，縱坐標為目標的關(guān)聯(lián)不確定度，無量綱。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
本發(fā)明一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其步驟如下
(1)生成若干個待評航跡對 對于有N個傳感器的應(yīng)用情況，其航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定可以根據(jù)需要通過多次 兩兩傳感器航跡數(shù)據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定來實現(xiàn)。比如，對于有5個傳感器的應(yīng)用， 為進行傳感器系統(tǒng)誤差或精度參數(shù)估計而進行航跡關(guān)聯(lián)關(guān)系篩選，需要對目標的幾個輸入 航跡的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進行評定，假設(shè)其中一個目標的輸入航跡分別來源于第1個傳感 器、第2個傳感器、第4個傳感器和第5個傳感器，則可以以第1個傳感器為基準，形成第1 個傳感器與第2個傳感器、第1個傳感器與第4個傳感器、第1個傳感器與第5個傳感器的 三個組合，通過3次兩兩傳感器航跡數(shù)據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定，即通過對第1個傳感器 與第2個傳感器航跡數(shù)據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定、第1個傳感器與第4個傳感器航跡數(shù) 據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定、第1個傳感器與第5個傳感器航跡數(shù)據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度 評定，獲得各傳感器與第1個傳感器航跡數(shù)據(jù)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定，從而滿足傳感器 系統(tǒng)誤差或精度參數(shù)估計而進行航跡關(guān)聯(lián)關(guān)系篩選的應(yīng)用需求。 為便于后續(xù)各步驟的理解，在圖3中示意了對2個傳感器的航跡數(shù)據(jù)進行航跡關(guān) 聯(lián)不確定度評定的情況。 在以下步驟中，僅對其中的一個航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定進行說明。
(2)目標航跡信息時間、空間對準 對兩個傳感器的航跡數(shù)據(jù)進行時間對準與空間對準，一般簡稱為時空對準。
時間對準是使各傳感器的航跡信息采用相同的時間基準，將各傳感器的航跡信息 轉(zhuǎn)換到一個相同時刻去表示。這里，相同時刻應(yīng)當(dāng)選擇為需要評定航跡關(guān)聯(lián)不確定度的時 刻。時間對準一般可以采用航跡最近的數(shù)據(jù)進行外推或二點線性插值算法。
空間對準是將各傳感器的航跡信息轉(zhuǎn)換到相同的空間基準，也就是將各傳感器的航跡信息都轉(zhuǎn)換到一個公共坐標系中去表示。這一公共坐標系可以取地心地固(Earth Centered Earth Fixed,ECEF)坐標系、某個傳感器的當(dāng)?shù)氐乩碜鴺讼祷蚰繕肆繙y值位置的 當(dāng)?shù)氐乩碜鴺讼档戎苯亲鴺讼?，推薦采用ECEF坐標系。 一般是將傳感器的航跡信息從傳感 器極坐標系下轉(zhuǎn)換到傳感器測量坐標系(為直角坐標系)，進而再通過坐標轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換到公 共坐標系中表示。 (3)構(gòu)造參評目標航跡集合 以狀態(tài)矢量yip(t)表示經(jīng)時間對準到t時刻、空間對準到公共坐標系的航跡，其 中，t表示時間，下標中的兩個字母ip分別表示信源號i和航跡號p。為簡化表示，可以省 略t，即可將yip(t)簡寫為yip。假設(shè)航跡關(guān)聯(lián)模塊認為yip(t)和y^(t)是一對關(guān)聯(lián)航跡。 以Si表示yip(t)所在的水平面。 將信源i的位置投影到Si平面，并作為一角度為a的角的頂點，其中，該角的角等 分線通過yip(t);再將信源j的位置投影到Si平面，并作為一角度為a的角的頂點，其中， 該角的角等分線通過yip(t);以仏表示信源i和信源j的在Si平面上的投影落入這兩個角 構(gòu)成的共同區(qū)域內(nèi)的航跡所構(gòu)成的集合。這里，a的取值一般在30度到60度之間，建議 取45度。 以(yia，yjb)表示關(guān)聯(lián)的一對航跡，將Ac = {(yia，yjb) | yia G ^或y化G 稱為參評 航跡對集合，其元素的個數(shù)為n。。將構(gòu)成A。的航跡對的所有航跡組成的集合稱為U2，則將& ={yiJyic e ^或y^ e U2}信源i的參評航跡集，其元素的個數(shù)為& ;將A」={yjd|yjd G ^ 或yjd G U2}稱為信源j的參評航跡集，其元素的個數(shù)為rij。
(4)計算標準化航跡似然度 定義rip,j,(t) = yip(t)-yj,(t)，定義Vip(t)為航跡yi。(t)的誤差協(xié)方差矩陣、定義 vjq(t)為航跡yjq(t)的誤差協(xié)方差矩陣。定義Vip,jq(t) = cov(rip,jq(t)) = vip(t)+Vjq(t)
其中，Vip(t)、Vjq(t)可以采用以下計算過程獲得 信源輸出航跡在信源距離、方位、仰角方向上的誤差標準差分別表示為Op 0e、 0 e，則以P。-diag(一，,cT^,0計算在信源的傳感器測量坐標系中的目標航跡誤差協(xié)方
差矩陣，其中diag表示對角陣。 以Cab表示從傳感器測量坐標系向公共坐標系轉(zhuǎn)換的過渡矩陣，在公共坐標系中， 航跡誤差協(xié)方差矩陣Pb可以用下式計算
Pb = CabPa(Cab)T 定義兩航跡在t時刻的統(tǒng)計距離為
Z^,力(0 = liwWv'^力(/)iV力(,)
定義航跡似然度
Z^(,) = eXp(_Z^,w(,)/2)類似的，可分別計算yip(t)與集合Aj中其他各航跡的航跡似然度，構(gòu)成行向量
a* (,) = [." …;hx"j 其中，rij為集合Aj的元素個數(shù)。
定義yip(t)的標準化航跡似然度
7
"如(0 =
(1)


aip(t)的l-范數(shù)。
"I 一
式中，I |aip(t) I L表示向 類似的，可以計算as|jq(t)。
(5)計算用于描述傳感器虛情、漏情和未檢測區(qū)域的修正因子 信源都有一定的漏情率和虛情率。以Pfp, i、 Pfn, i分別表示信源i的虛情率和漏情 率。信源i的虛情率和漏情率取先驗值，可分別由信源i在以往使用中或測試中的統(tǒng)計數(shù)
據(jù)計算確定。同樣的方法對Pfp,j、Pfn,j取值。 定義關(guān)聯(lián)航跡對(yip， yjq)的未關(guān)聯(lián)率為 + 「 2. wc ,力=
(2) 則定義航跡yip (t)和yjq (t)因虛情和漏情的關(guān)聯(lián)不確定性修正因子
rf(i，p， j，q) = (1—pfp,i) (1—Pfn,i) Q—Pfp,j) Q—Pfn,j) Q_nip,Jq)
以Q ip表示信源i對航跡p的探測不確定區(qū)域，探測不確定區(qū)域的形狀和大小根 據(jù)航跡的誤差協(xié)方差矩陣確定，使得目標實際落入該區(qū)域內(nèi)的概率為99. 7%;以Q ip,j表示 Qip被信源j的探測范圍所覆蓋的部分，則取信源j關(guān)于未檢測區(qū)域的修正因子
rc(i， p， j) = Qip,j/Qip (3)
同樣，可計算r。(j，q，i)。
(6)計算統(tǒng)計偏差矢量的標準差 在實際應(yīng)用中，統(tǒng)計距離的計算公式D2 = rTv—^中誤差協(xié)方差矩陣v為實對稱正
定矩陣，則存在唯一的實正定矩陣Q，滿足v = QQT。 定義 d = Q—、 (4) d是一個矢量，本文稱d為統(tǒng)計偏差矢量，其與統(tǒng)計距離D之間存在如下關(guān)系
I dI = D 對集合A。中的每一個關(guān)聯(lián)對分別按式(4)計算統(tǒng)計偏差矢量db(t)，其中，b = 1， 2，…，n。，并以之構(gòu)成統(tǒng)計偏差矢量集合
d
則可分別計算3ip, jq (t)的均值和標準差五(U,)):丄IXW
(5) 當(dāng)nc = 1時，取X(Ljq(t)) = 0。
(7)計算用于描述目標分布的修正因子 在集合Aj中，以y^(t)表示與航跡yj,(t)的"統(tǒng)計距離"最近的航跡，在該步驟里，
"統(tǒng)計距離"被定義為《W = [y i (0 _力(0K" (O[y力(0 - y > (0]，需要注意的是，式中的誤差協(xié)方差矩陣為Vip, jq而不是Vjq, J 定義用于描述目標分布的修正因子 rD (i ， p) = c X (dip, jq (t)) /Dip (t) (6) 其中，c為修正強度因子，一般在區(qū)間(2.5,5.5)之間取值，建議取4.0。 類似的，可以計算r。(j，q)。 (8)計算航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度 以式(1)、式(5)、式(6)定義yip(t)航跡修正似然度aip(t):
= pCU)h('》)=%(0"^, >(0 ( ) 同樣，可計算、(t)。 在式(2)、式(3)、式(7)計算結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用如下公式對航跡對(yip(t)， yjq(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進行評定 Uip,jq(t) = l-min[aip(t)，ajq(t)] *rc(i，p，j) *rc(j，q，i) "f(i，p，j，q) (8)
下面，以兩個二維雷達的一對關(guān)聯(lián)航跡的關(guān)聯(lián)不確定度評定為例，來說明本發(fā)明 的具體實施方式
。 仿真示例中，1號二維雷達位于(0， -30km) 、2號二維雷達位于(25km， 20km)，如圖 3所示。二雷達的探測距離均為80公里。雷達在各獨立測量方向上的誤差模型取為
e邁(t) = es(t)+ec sin(P (t))+er(t) 其中， (t)為常值系統(tǒng)誤差項，e。為周期性系統(tǒng)誤差的幅度，13 (t)表示目標的方 位，er(t)為隨機誤差項。 在仿真實驗中，兩雷達的常值系統(tǒng)誤差es的取值如表1所示 表1信源常值系統(tǒng)誤差參數(shù)(距離米；方位度)
取值 編號雷達1的距 離es(t)取值雷達1的方 位ejt)取值雷達2的距 離es(t)取值雷達2的方 位ejt)取值
10000
21001. 51001. 0
3001001. 0
4-100-l. 51001. 0
5-100-l. 500 兩雷達的距離e。均取為60米，方位e。均取為0. 3度，距離 (t)的標準差均取為
40米，方位er(t)的標準差均取為0. 2度。 假設(shè)兩雷達的虛情率和漏情率都分別為1 % 。 仿真實驗中，共模擬了 40個目標，分組編隊航行，目標按順時針依次編組為1-8 組，目標分組及其組號如圖3所示。每組有五個目標，從左至右依次編號為1-5。在仿真中， 組內(nèi)目標間的距離會取不同的值，從30m到3500m之間變化。
9
在仿真中，雷達分配給目標的航跡號依照下式計算 航跡號=(目標所在組的組號-1) X5+目標在組內(nèi)的編號 例如，l號雷達分配給第1組的第3個目標的航跡號為3，其航跡用y^表示。 下面示例所有航跡關(guān)聯(lián)都正確、雷達仿真中其常值系統(tǒng)誤差參數(shù)按表1中第1組
取值的情況下，對航跡關(guān)聯(lián)關(guān)系(y13，y23)的航跡關(guān)聯(lián)不確定度的計算過程 (1)生成若干個待評航跡對 由于航跡關(guān)聯(lián)關(guān)系(y13， y23)中只包含兩個航跡，因此，生成的待評航跡對就是
(yi3， y23)。
(2)目標航跡信息時間、空間對準 采用將航跡數(shù)據(jù)外推到當(dāng)前系統(tǒng)時間t的方法進行時間對準；采用將航跡數(shù)據(jù)都 轉(zhuǎn)換到ECEF坐標系中完成空間對準。
(3)構(gòu)造參評目標航跡集合 以S工表示y^(t)所在的水平面。將l號雷達的位置投影到S工平面并作為頂點， 以過y^(t)的射線為角等分線，作一45度銳角；再將2號雷達的位置投影到S工平面并作為 頂點，以過y^(t)的射線為角等分線，作一45度銳角；將投影落入這兩個銳角構(gòu)成的共同 區(qū)域內(nèi)的航跡所構(gòu)成的集合稱為仏，則仏={yn (t) ， y12 (t) ， y13 (t) ， y14 (t) ， y15 (t) ， y21 (t)， y22 (t) ， y23 (t) ， y24 (t) ， y25 (t)}，并可構(gòu)造參評航跡對集合A。以及航跡集合U2、 1號雷達的參 評航跡集A、2號雷達的參評航跡集4，這里，
0117]Ac = {(yn(t) ， y21(t)) ， (y12(t) ， y22(t)) ， (y13 (t) ， y23 (t)) ， (y14 (t) ， y24 (t))， y15(t)，y25(t))}，U2 =仏，Ai = {yn (t) ， y12 (t) ， y13 (t) ， y14 (t) ， y15(t)} ， A2 = {y21 (t) ， y22 (t)， y23(t) ， y24(t) ， y25(t)}。
0118] (4)計算標準化航跡似然度 利用式(l)，即
0119] 0120]
0121] 計算航跡y^(t)的標準化航跡似然度 |13(0。對于不同的目標間距、不同次仿真、 雷達探測精度參數(shù)取不同的值，as|l3(t)的計算結(jié)果是不同的。 0122] 類似的，計算 |23(0。
0123] (5)計算用于描述傳感器虛情、漏情和未檢測區(qū)域的修正因子 0124] 關(guān)聯(lián)航跡對(y13，y23)的未關(guān)聯(lián)率為
w,+w，一2.w" 5 + 5 — 2x5 ^ 0125] 713,23=^~^-^ = ~^"~ = 0
0126] 0127] 0128] 0129] 0130]
因子
航跡y^(t)和y^(t)因虛情和漏情的關(guān)聯(lián)不確定性修正因子 rf(l，3，2，3) = (1—Pfp,》 (1—pfna) (1—pfp,2) (1—pfn,2) (l_n13,23) =0. 99 X 0. 99 X 0. 99 X 0. 99 X 1. 0 "0. 96
這里，二個雷達探測范圍完全覆蓋航跡的不確定范圍，因此，其未檢測區(qū)域的修正 rc(l，3，2) = rc(2，3， 1) = 1. 0
100132] (6)計算統(tǒng)計偏差矢量的標準差 0133] 按式(5)，即
固] ,力d力H(U))l
=飛i^——^-
0135] 計算集合A。中關(guān)聯(lián)對的統(tǒng)計偏差矢量的標準差。對于不同的目標間距、不同次仿 真、雷達探測精度參數(shù)取不同的值，X (313,23 (t))的計算結(jié)果是不同的。 0136] (7)計算用于描述目標分布的修正因子 0137] 按式(6)，即
0138] rD (i ， p) = c X (3ip, jq (t)) /Dip (t)
0139] 計算用于描述目標分布的修正因子，其中，c取4.0。對于不同的目標間距、不同次 仿真、雷達探測精度參數(shù)取不同的值，rD (1 ， 3)的計算結(jié)果是不同的。 0140] (8)計算航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度 0141] 按式(7)，即
0142] (0 ="如(,,5"爭"")="如(,)"2("W,"0
0143] 計算航跡yu(t)、y^(t)的修正似然度。 0144] 按式(8)，即
0145] Uip,jq(t) = 1—min[aip(t) ， ajq(t)] *rc(i，p，j) *rc(j，q，i) *rf(i，p，j，q)
0146] 計算航跡對(y13(t)，y23(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度，計算結(jié)果如圖4所示。圖中有 5條曲線，分別對應(yīng)于評定過程中雷達探測精度參數(shù)的不同取值，當(dāng)取其仿真中采用的實際 參數(shù)的1倍到5倍時，航跡對(y13(t) ，y23(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定結(jié)果分別對應(yīng)于"l 倍的參數(shù)"曲線到"5倍的參數(shù)"曲線。 若雷達仿真采用表1中不同編號的系統(tǒng)誤差參數(shù)時，在所有關(guān)聯(lián)均正確的情況 下，采用以上計算步驟，對航跡對(y13(t)，y23(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進行計算，其計算結(jié) 果如圖5所示。圖中有5條曲線，分別對應(yīng)于雷達仿真所采用的表1中不同編號的系統(tǒng)誤 差參數(shù)，當(dāng)取第l組到第5組系統(tǒng)誤差參數(shù)時，航跡對(y13(t)， y23(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定 度評定結(jié)果分別對應(yīng)于"第1組參數(shù)"曲線到"第5組參數(shù)"曲線。 若雷達仿真采用表1中編號為1的系統(tǒng)誤差參數(shù)時，在評定過程中雷達探測精 度參數(shù)取其仿真中采用的實際參數(shù)，當(dāng)存在錯誤航跡關(guān)聯(lián)對時，例如發(fā)生了錯誤關(guān)聯(lián)航跡 對(y13(t)， y24(t))、 (y14(t)， y^(t))、而其他航跡對均為正確關(guān)聯(lián)的時，對航跡對(y13(t)， y24(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進行計算，其計算結(jié)果如圖6所示。 本發(fā)明不僅局限于上述具體實施方式
，步驟(4)_(6)可以任意調(diào)換先后順序，因 此，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實施方式
實施本 發(fā)明。
權(quán)利要求
一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其特征在于其步驟如下(1)生成若干個待評航跡對將來源于多個傳感器的關(guān)聯(lián)航跡，根據(jù)應(yīng)用的需要，生成若干個兩兩傳感器的關(guān)聯(lián)航跡的航跡對，對于每一個航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定分別按第(2)步至第(8)步進行；(2)目標航跡信息時間、空間對準將兩傳感器的異步、不同空間基準的航跡數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成相同時間和空間基準的航跡數(shù)據(jù)；(3)構(gòu)造參評目標航跡集合為減小傳感器系統(tǒng)誤差的影響，需要限定參評目標航跡的空間分布范圍，將在一定空間范圍內(nèi)的目標航跡構(gòu)成參評目標航跡集合；(4)計算標準化航跡似然度分別計算待評航跡對中的一個航跡與另一航跡的產(chǎn)生信源的參評航跡集合中各航跡的統(tǒng)計距離，并基于此，修正待評的一對航跡的統(tǒng)計距離，形成標準化航跡似然度；(5)計算用于描述傳感器虛情、漏情和未檢測區(qū)域的修正因子以傳感器以往統(tǒng)計數(shù)據(jù)、當(dāng)前輸出的航跡數(shù)據(jù)以及傳感器探測能力，計算相應(yīng)的修正因子；(6)計算統(tǒng)計偏差矢量的標準差為減小傳感器系統(tǒng)誤差的影響，對參評航跡對集合中的每一對航跡分別計算統(tǒng)計偏差矢量，并計算其標準差；(7)計算用于描述目標分布的修正因子以統(tǒng)計偏差矢量的標準差和目標分布的統(tǒng)計距離的比值來考察目標分布的相對密集程度；(8)計算航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度將第(2)步至第(7)步計算出的中間結(jié)果進行綜合，形成航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度的評定結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其特征在于所述步驟(7)，按 照下述方法計算用于描述目標分布的修正因子用yip(t)表示航跡，t表示時間，下標中的兩個字母ip分別表示信源號i和航跡號p。 根據(jù)在第(3)步中待評估的航跡對(yip(t)，yjq(t))所構(gòu)造的信源j的參評航跡集Aj，在Aj 中以yjr(t)表示與航跡yj,(t)的"統(tǒng)計距離"最近的航跡，在該步驟里，"統(tǒng)計距離"被定義為。"0 = [7; ")—y;(,)]v^,(0[y勿(0—y,W]，式中vip,jq(t)為兩航跡yip(t)禾口yjq(t)的誤差協(xié)方差矩陣之和。計算用于描述目標分布的修正因子 rD(i， p) = c X(3ip,jq(t))/Dip(t)其中，X(3ip,jq(t))為根據(jù)第(6)步計算出的統(tǒng)計偏差矢量的標準差，c為修正強度因 子，一般在區(qū)間(2.5,5.5)之間取值，建議取4.0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其特征在于所述步驟(8)，按 照下述方法計算航跡關(guān)聯(lián)不確定度根據(jù)第(4)步、第(6)步、第(7)步的計算結(jié)果，計算yip(t)的航跡修正似然度aip(t):其中，a^(t)為y"t)的標準化航跡似然度，X(Ut))為根據(jù)第(6)步計算出的統(tǒng) 計偏差矢量的標準差，r。(i，p)為根據(jù)第(7)步計算出的用于描述目標分布的修正因子。同 樣，可計算ajq(t)。再根據(jù)第(5)步，采用如下公式對航跡對(yip(t)，yjq(t))的航跡關(guān)聯(lián)不確定度進行評定Uip,jq(t) = 1-min[aip(t) ， ajq(t)] 'r。(i，p，j) rc(j， q， i) rf (i， p， j， q)其中，rf(i， p， j， q)為航跡yip(t)禾Py^(t)因虛情和漏情的關(guān)聯(lián)不確定性修正因子，rji， p， j)為信源j對航跡yip(t)關(guān)于未檢測區(qū)域的修正因子；r。(j， q， i)為信源i對航跡yj,(t)關(guān)于未檢測區(qū)域的修正因子。
全文摘要
一種航跡關(guān)聯(lián)不確定度評定方法，其步驟如下(1)生成若干個待評航跡對；(2)目標航跡信息時間、空間對準；(3)構(gòu)造參評目標航跡集合；(4)計算標準化航跡似然度；(5)計算用于描述傳感器虛情、漏情和未檢測區(qū)域的修正因子；(6)計算統(tǒng)計偏差矢量的標準差；(7)計算用于描述目標分布的修正因子；(8)計算航跡對的航跡關(guān)聯(lián)不確定度。其優(yōu)點在于綜合考慮了傳感器探測能力、目標分布等因素對航跡關(guān)聯(lián)不確定度的影響；能夠合理反映目標間隔距離、傳感器測量誤差、航跡關(guān)聯(lián)的正確性、檢測概率等與航跡關(guān)聯(lián)不確定度之間的關(guān)系；評定結(jié)果對傳感器的系統(tǒng)誤差、在評定中使用的傳感器精度參數(shù)等不敏感；本發(fā)明可以用于構(gòu)建自適應(yīng)型、學(xué)習(xí)型或智能型航跡數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)。
文檔編號G06K9/62GK101719221SQ200910273379
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者劉顥, 李燕菲, 肖厚, 陳世友 申請人:中國船舶重工集團公司第七0九研究所