系统误差下基于拓扑信息的雷达与ESM航迹关联方法

摘要

本发明公开了一种系统误差下基于拓扑信息的雷达与ESM航迹关联算法。对于异地配置的雷达与ESM，方位线相交会产生若干交叉定位点，其中包含错误的鬼点和正确关联的点。在得到所有交叉定位点后，本发明首先基于距离信息进行局部关联，排除大量不可能关联的情况，减少了计算量，节约了时间。然后对剩下的交叉定位点划分组合，基于拓扑信息分别计算不同组合与雷达量测的关联程度，关联程度最大的组合所对应的交叉定位点依次与相应的雷达量测关联，从而得到所有雷达与ESM目标的关联关系。相比于传统的航迹关联算法，本发明充分利用目标间的拓扑信息，能够很好的抑制系统误差对航迹关联造成的影响，提高正确关联率，减少误关联率和漏关联率。

主权项

一种系统误差下基于拓扑信息的雷达与ESM航迹关联方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤一、获取交叉定位点：第i个雷达目标与第j个ESM目标的角度交叉定位点x_ij和y_ij坐标$\left.\begin{array}{c}{x}_{ij}\left(k\right)=\frac{[x_A\cot \left({\theta }_i^A\right(k\left)\right)-y_A]-[x_B\cot \left({\theta }_j^B\right(k\left)\right)-y_B]}{\cot \left({\theta }_i^A\right(k\left)\right)-\cot \left({\theta }_j^B\right(k\left)\right)}\\ y_{ij}\left(k\right)=\frac{[y_A\tan \left({\theta }_i^A\right(k\left)\right)-x_A]-[y_B\tan \left({\theta }_j^B\right(k\left)\right)-x_B]}{\tan \left({\theta }_i^A\right(k\left)\right)-\tan \left({\theta }_j^B\right(k\left)\right)}\end{array}\right\}---\left(1\right)$其中，r_j(k)和分别是k时刻第i个雷达目标的距离与方位测量值，(x_A,y_A)为雷达的坐标，(x_B,y_B)为ESM位的坐标，为k时刻ESM第j个目标的角度测量值；步骤二、基于距离信息的局部关联：计算第i个雷达目标与第j个ESM目标的角度交叉定位点距雷达的距离d_ij(k)$d_{ij}\left(k\right)=\sqrt{{\left(x_{ij}\right(k)-x_A)}^2+{\left(y_{ij}\right(k)-y_A)}^2}---\left(2\right)$令D_ij(k)＝d_ij(k)‑r_i(k)，由于雷达角度与距离和ESM的角度之间的测量误差相互独立，所以D_ij(k)的方差为基于距离信息的局部粗关联处理规则为：当时，即认为第i个雷达目标与第j个ESM目标来自同一个目标，即两航迹试验关联；当不满足时，认为第i个雷达目标与第j个ESM目标不可能来自同一个目标；步骤三、对剩余交叉定位点划分组合：按照每个雷达目标只与一个ESM目标关联的原则，对A进行拆分时遵循：从航迹关联矩阵A的每一行，选出唯一的一个1元素，作为航迹关联事件矩阵B_l在该行和该列唯一的非零元素；其中，A为经过基于距离信息的局部关联之后，得到的雷达与ESM可能航迹关联矩阵；B_l为航迹关联事件矩阵，是由按照上述原则拆分得到的，其中，l＝1,2,…,N，为航迹关联事件矩阵B_l第i行第j列元素,为布尔型变量；步骤四、基于拓扑信息的全局灰关联：第l个航迹关联事件矩阵第i个目标与第i个雷达点迹的空间拓扑相关系数序列为${\xi }_{li}^m\left(j\right)=\frac{\underset{l}{min}\underset{j}{min}|V_i^m\left(j\right)-U_{li}^m\left(j\right)|+\rho \underset{l}{\max }\underset{j}{\max }|V_i^m\left(j\right)-U_{li}^m\left(j\right)|}{|V_i^m\left(j\right)-U_{li}^m\left(j\right)|+\rho \underset{l}{\max }\underset{j}{\max }|V_i^m\left(j\right)-U_{li}^m\left(j\right)|}---\left(4\right)$其中，U_li为第l个航迹关联事件矩阵第i个目标的空间拓扑描述为序列，V_i为k时刻第i个雷达点迹的拓扑信息为其与所有邻居的位置差向量序列，i＝1,2,…n，l＝1,2,…,N，j＝1,2,…,n‑1，m＝1,2；由于第l个航迹关联事件矩阵有n个交叉点，每个交叉点包含n‑1个邻居，且每一个交叉定位点坐标序列都包含横纵轴两个相关系数序列分量，定义第l个航迹关联事件矩阵与雷达目标的空间拓扑的相似度的灰关联度为：${\gamma }_l=\frac{1}{2(n-1)}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}\underset{m=1}{\overset{2}{\Sigma }}{\xi }_{li}^m\left(j\right)---\left(5\right)$计算得到γ_s＝max{γ_l|l＝1,2,…,N}即第s个航迹关联事件矩阵对应的交叉定位点迹与雷达目标点迹空间拓扑相似程度最高，然后依据第s个航迹关联事件矩阵的非零元素判定多目标情况下的各雷达与ESM航迹关联情况。