一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法，包括：用Hermite函數(shù)表征目標(biāo)軌跡參數(shù)，并以此為基函數(shù)對測量系統(tǒng)提供的原始測元進(jìn)行表征，獲得所述原始測元的誤差方程；將獲得的所述原始測元的誤差方程組成聯(lián)合觀測方程組，并依據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對所述聯(lián)合觀測方程組進(jìn)行融合解算，獲得以Hermite擬合函數(shù)系數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)為代估參數(shù)的向量值；將獲得的所述待估參數(shù)的向量值代入Hermite擬合函數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型中，獲得目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)值、速度參數(shù)值以及測元系統(tǒng)誤差值。本發(fā)明提供了一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法，該方法在保證目標(biāo)軌跡參數(shù)估計(jì)精度、計(jì)算穩(wěn)定度和計(jì)算效率的同時，簡化了數(shù)學(xué)模型構(gòu)造。
【專利說明】一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動目標(biāo)軌跡測量精度直接影響工程試驗(yàn)鑒定結(jié)果，也影響對測量系統(tǒng)和被測系統(tǒng)故障分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)的支持能力。因此，測量精度一直是測量領(lǐng)域孜孜不倦追求的目標(biāo)。隨著被測運(yùn)動目標(biāo)機(jī)動性能越來越復(fù)雜，有針對性建成的綜合組網(wǎng)測控體系，涵蓋多種類測量系統(tǒng)，包括光學(xué)經(jīng)緯儀、攝影經(jīng)緯儀、脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)和空間定位遙測接收站等。由眾多測量系統(tǒng)提供的海量原始測量數(shù)據(jù)，為深入挖掘信息資源，研究更科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法提供了重要保障。
[0003]當(dāng)前，“信息融合”技術(shù)方興未艾，但截至到目前，該技術(shù)相關(guān)理論和方法還沒有形成統(tǒng)一的完備體系?！斑\(yùn)動目標(biāo)數(shù)據(jù)融合”作為“信息融合”技術(shù)的一個重要分支，在航空航天測控和武器試驗(yàn)靶場一直是一項(xiàng)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)典的誤差模型最佳彈道估計(jì)(EMBET)數(shù)據(jù)融合方法，認(rèn)為目標(biāo)運(yùn)動軌跡在時序上不具有任何關(guān)聯(lián)性，即在每一個采樣時刻進(jìn)行軌跡參數(shù)融合解算，這種方法沒有充分利用目標(biāo)軌跡時序關(guān)聯(lián)性，使設(shè)計(jì)矩陣龐大，耗費(fèi)運(yùn)算資源，數(shù)據(jù)處理周期長，效率低。在此理論基礎(chǔ)上，多有學(xué)者提出了基于樣條函數(shù)約束和基于動力學(xué)約束等的數(shù)據(jù)融合方法，目的都是通過壓縮目標(biāo)軌跡待估參數(shù)空間維數(shù)，增強(qiáng)聯(lián)合方程約束力和誤差探查的敏感性，提高目標(biāo)軌跡參數(shù)估計(jì)精度、計(jì)算穩(wěn)定度和計(jì)算效率，并有大量工程應(yīng)用證明，但數(shù)學(xué)模型構(gòu)建比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法，以解決上述技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明提供了一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法，包括:
[0006]一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法，其特征在于，包括:
[0007]用Hermite函數(shù)表征目標(biāo)軌跡參數(shù)，并以此為基函數(shù)對測量系統(tǒng)提供的原始測元進(jìn)行表征,獲得該原始測元的誤差方程；其中，該目標(biāo)軌跡參數(shù)包括:目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)及速度參數(shù)；該原始測元包括:位置測元、距離測元、方位角測元、俯仰角測元以及徑向速度測元；
[0008]將獲得的該原始測元的誤差方程組成聯(lián)合觀測方程組，并依據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對該聯(lián)合觀測方程組進(jìn)行融合解算，獲得以Hermite擬合函數(shù)系數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)為代估參數(shù)的向量值；
[0009]將獲得的該待估參數(shù)的向量值代入Hermite擬合函數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型中，獲得目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)值、速度參數(shù)值以及測元系統(tǒng)誤差值。[0010]進(jìn)一步，用Hermite函數(shù)表征目標(biāo)軌跡參數(shù)，并以此為基函數(shù)對測量系統(tǒng)提供的原始測元進(jìn)行表征，獲得該原始測元的誤差方程，具體包括以下步驟:
[0011]步驟I,用三次Hermite函數(shù)分別表征該目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)及該速度參數(shù),如下
式:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于Hermite函數(shù)約束的數(shù)據(jù)融合計(jì)算方法,其特征在于,包括: 用Hermite函數(shù)表征目標(biāo)軌跡參數(shù)，并以此為基函數(shù)對測量系統(tǒng)提供的原始測元進(jìn)行表征，獲得所述原始測元的誤差方程；其中，所述目標(biāo)軌跡參數(shù)包括:目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)及速度參數(shù)；所述原始測元包括:位置測元、距離測元、方位角測元、俯仰角測元以及徑向速度測兀； 將獲得的所述原始測元的誤差方程組成聯(lián)合觀測方程組，并依據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對所述聯(lián)合觀測方程組進(jìn)行融合解算，獲得以Hermite擬合函數(shù)系數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)為代估參數(shù)的向量值； 將獲得的所述待估參數(shù)的向量值代入Hermite擬合函數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型中，獲得目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)值、速度參數(shù)值以及測元系統(tǒng)誤差值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用Hermite函數(shù)表征目標(biāo)軌跡參數(shù)，并以此為基函數(shù)對測量系統(tǒng)提供的原始測元進(jìn)行表征，獲得所述原始測元的誤差方程，具體包括以下步驟: 步驟I,用三次Hermite函數(shù)分別表征所述目標(biāo)軌跡坐標(biāo)參數(shù)及所述速度參數(shù),如下式:
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將獲得的所述原始測元的誤差方程組成聯(lián)合觀測方程組，并依據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對所述聯(lián)合觀測方程組進(jìn)行融合解算，獲得以Hermite擬合函數(shù)系數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)為代估參數(shù)的向量值，具體包括以下步驟: 步驟1，在式(2)至式(7)中至少選取四種測元方程式，組成聯(lián)合觀測方程式組，并以下式表不:
V = AX+BC+L (8) 其中，所述位置測元和方位角測元不能單獨(dú)選取或兩兩選取； 式⑶中，V為由各測元?dú)埐钪?Vx, Vz, Vy, vE, Va, Ve, Vv)組成的誤差向量；A為Hermite擬合函數(shù)系數(shù)(βχ，βζ，Py)表征各測元的設(shè)計(jì)矩陣，B為系統(tǒng)誤差模型系數(shù)矩陣，L為各測元常數(shù)向量；X為由Hermite擬合函數(shù)系數(shù)(β χ，β ζ，β y)組成的待估參數(shù)向量，C為由各測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)組成的待估參數(shù)向量，X和C為需被解算的待估參數(shù)向量； 步驟2，依據(jù)最小二乘法原理對式(8)進(jìn)行解算，待估參數(shù)向量解如下式:
[XT, Ct]t = -([A, B]tP[A, B])―1 [A, B]tPL (9) 式(9)中，P為權(quán)值矩陣； 其中，在對式(8)進(jìn)行解算過程中，還包括對式(8)進(jìn)行迭代計(jì)算。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將獲得的所述原始測元的誤差方程組成聯(lián)合觀測方程組，并依據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對所述聯(lián)合觀測方程組進(jìn)行融合解算，獲得以Hermite擬合函數(shù)系數(shù)和測元系統(tǒng)誤差模型系數(shù)為代估參數(shù)的向量值之后，該方法還包括: 對融合解算后的所述各測元?dú)埐钪颠M(jìn)行分析，依據(jù)殘差統(tǒng)計(jì)特征，重新設(shè)計(jì)調(diào)整所述聯(lián)合觀測方程組中關(guān)于測元系統(tǒng)誤差模型部分，再次解算所述聯(lián)合觀測方程組，直到所有測元?dú)埐钪稻?為零。
【文檔編號】G06F19/00GK104021311SQ201410282913
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】宮志華 申請人:宮志華