雷达组网数据融合中几个问题的研究

雷达组网数据融合中几个问题的研究

摘要：近年来，雷达组网技术得到了迅猛的发展，雷达组网在防空预警、海岸警戒等领域中的作用变得越来越重要。文章针对雷达组网的实际情况，通过对影响雷达网数据融合处理的几个问题进行分析，给出解决这些问题的方法。

关键词：雷达组网；空间配准；误差校准；数据融合

引言

近些年来，我国国土防卫系统受到了越来越严重的武器威胁，这对于传统的雷达系统来说也产生了更多的条件，其必须要不断提升抗干扰能力和信息处理能力，才能有效的应对当前的严峻形势。组网雷达主要是通过将雷达分布在不同的位置，然后再借助这些数据形成一个数据链，由同一的数据中心进行综合控制盒调配，以此促进雷达信息系统作用的充分发挥，进而促进雷达本身在反隐身和抗干扰能力方面的大幅度提升。文章主要探讨了数据融合中几个通常要考虑和解决的关键问题：（1）数据融合；（2）空间配准及滤波坐标系选择；（3）误差校准。

1 数据融合

数据融合技术将传统学科和新兴技术进行有效的集成，利用信息技术将不同位置的雷达所探测到的信息进行综合处理，这种通过融合过程获得的测量数据相比单一的雷达测量数据具有更高的准确性，这也充分体现出了数据融合的有事。当前数据融合的方法一般分为分布式融合、集中式融合和混合式融合几种。其中，分布式数

据融合指的是将一定量的单个数据雷达数据处理器按照一定的标准进行连接，进而实现一个完整的运行轨迹，这种系统结构相对较为简单，而且操作也很容易，只需要对有效的资源进行科学的计算便能实现。集中式数据融合主要是将多个复杂的系统结构进行集中处理，对于计算机技术有着较高的要求，同时其本身具有较强的完整性，对于数据处理技术也有着较高的跟踪精度。混合式数据融合则是对以上两种数据的一种综合。

在雷达数据融合中使用的算法，通常有目标位置估算法和相关处理方法两种。目标位置估算法主要是根据不同的参数对数据结果进行估计，以此来获得相对准确的数据。相关处理方法则是根据雷达数据所体现出来的轨迹进行衡量，其中主要的处理方法有适用于稀疏目标环境的最近邻域nn法；适用于低密度目标的多假设跟踪mht 法；适用于多目标交叉情况的多因子综合相关法；适用于高密度目标的联合概率数据关联jpda法；适用于极稠密目标的编队跟踪ft 法。

2 空间配准及滤波坐标系选择

通常情况下，在同一个雷达组网系统中会包含多个不同的雷达，而每个雷达所对应的数据参照点和系统坐标都有着一定的差异，而对多个雷达系统进行组网之前，通常需要将所有的雷达都利用统一的标准进行转换，并且保证它们处在同一个区域中，然后在该区域内进行相关的数据测量和计算工作。如果需要对系统坐标进行变化，就需要对其覆盖区域进行相应的转变，否则会造成数据目标的

分裂，而无法保证测量数据结果的准确性。对此，我们在进行数据融合的过程中，要面对变换数据庞大的运算量，必须要引入相关的计算方法来提高数据计算结果的准确性。所以可以利用经纬度坐标来实现，根据每个分布在不同位置的雷达站所获得的航迹参数而获得坐标数据，便可以分别对经、纬度进行α-β滤波。

2.1 设地面上有一点，在两种坐标系中的坐标为（ x，y，z）和（ b，l，h），则两坐标之间的变换关系

（1）

2.2 由（ x，y，z）转化为大地地理坐标（ b，l，h）

（2）

以上两式中

，（a、b为地球椭圆长短半轴）

2.3 目标位置坐标转换

目标雷达站直角坐标

（3）

测站点t0的地心坐标（b0，l0，h0）

（4）

目标的地心坐标

（5）

目标对另一站的站心坐标（b1，l1，h1）

（6）

式中：下脚标p、t0分别表示目标和观测站心。

3 误差校准

在进行雷达组网的过程中，如果有两部或者以上的雷达在同一个区域内发生重叠，则会形成相同的观测坐标，而由于系统误差的客观性，很容易导致不同的雷达组网结果之间存在着一定的差异，有时也会导致不同的雷达之间出现交接跟踪的现象，这样便会使数据目标发生不一致。为了保证目标的一致性，必须要通过有效的策略减少雷达错误的出现，以此来促进情报的准确性，而对于不同区域内的雷达数据进行有效的调整和修正，则是促进其数据准确性提高的有效途径。用（r，？准，ε）来表示雷达观测目标的距离、方位和仰角，雷达对目标的测量误差可表示为一个常量，这样雷达对目标的距离、方位和仰角测量误差可分别表示为

（7）

式中：δr、δ？准和δε占分别是斜距测量，方位和仰角测量的系统误差，而vr（t）、v？准（t）和vε（t）是相互独立的高斯白噪声。

在具有测量误差情况下的目标真实位置的坐标（r′，？准′ε′）可以用式（2）表示

（8）

通常情况下，对于系统误差的修正，可以采用设备校准或者是数据校准两种方法。设备校准主要是对现有的雷达设备进行改进，利用更精密的仪器来提高测量数据的准确性，但是这种方法具有一定的局限性。相比之下，数据校准则具有更加广泛的应用空间，其可

以通过实际操作来实现，对雷达数据进行测量和修正，从而保证同一坐标内的观测结果保持一致。

4 结束语

多雷达组网的数据处理技术是一门新兴的学习，其中包括了如数据和信号处理、人工智能等多项科学技术，在促进我国科技发展方面发挥了重要的作用。而本文笔者就通过对前人研究成果的总结和分析，主要探讨了多雷达组网数据融合技术，并且对减小误差等多方面因素进行了阐述，以期能够有效的促进组网综合的效率。

参考文献

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