2009 年全国研究生数学建模竞赛 C 题
多传感器数据融合与航迹预测
未来的战争,将是陆、海、空相结合的立体战争, 成功地收集各种情报非常重要,甚至
对战争的胜负起着决定性的作用。在实战中各种情报的收集依赖于多种传感器设备,由于,
1.电磁环境将异常复杂,敌方会主动或随机发送错误、无用的信号使我方传感器受到各种
欺骗和干扰;2.需要检测目标的数量越来越多,运动速度也越来越快;3.多数目标会利用散
射或吸收的方法大大减少对电磁波的反射等隐身技术和低空、超低空突防技术,让目标的
反射电磁波和地面所反射电磁波混在一起,无法区分;总之使传感器难以捕捉和跟踪检测
目标。因此,采用单传感器捕捉和跟踪的技术效果很差,而多传感器数据融合在解决探测、
跟踪和识别方面不仅具有能够数倍地扩大捕捉和跟踪空间和时间覆盖范围的优势,还可以
降低信息模糊度、提高可信度和改进探测性能等等。故采用并不断发展多传感器数据融合
技术将是军事电子领域一种趋势。
多传感器数据融合可以分为数据预处理、航迹相关、航迹融合等步骤。如果某个时刻
某雷达站接受到空间某点反射回来的电磁波,它将记录下有关的数据,并进行计算,得到
包括目标的经度、纬度、海拔高度,经向速度、纬向速度、观察时刻在内的一组数据(见
附件数据)。然后雷达网中各个雷达站将各自的观测数据传送并存放到融合中心进行雷达
数据相关和数据融合。为了正确区分来自不同雷达站的数据,在每组雷达数据之前再加上
雷达站编号和传感器编号等。航迹即上述某雷达站接受到某一检测目标陆续反射回来的电
磁波后记录、计算检测目标所处的一系列空中位置而形成的离散点列,航迹相关即依据一
定的准则确定各个雷达站的多组数据中哪些组数据是来自同一个检测目标。由于每组数据
的观测时刻和各个雷达站的观测时间间隔都不同,所以在进行航迹两两相关之前首先要进
行时间配准,即让不同雷达表示同一目标位置的时刻集合扩大为一致。然后将多条表示同
一目标运动轨迹的航迹尽可能地抽取出来,为数据融合做好准备。在这些航迹对(即不同
雷达站所观测到的关于同一目标的航迹的集合)中,不同航迹的观测雷达的精确度不一样
有些比较准确,有些误差比较大,这些误差可以根据观测数据分析估计。在进行航迹融合
之前,需要把观测误差较大的航迹向观测误差较小的航迹靠拢,以消除相对雷达偏差。在
对航迹的雷达系统误差修正之后,最终对多条航迹以各种方法处理,融合得出一条尽量与
实际一致的航迹并预测其短期内可能的轨迹。
现有多组经过预处理后的融合中心雷达观测数据,数据被包含在 Data2.txt 文件中,此
- 1
- 2
前往页