[科普中國(guó)]-多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合

實(shí)現(xiàn)多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合的必要性作戰(zhàn)環(huán)境的影響

防空雷達(dá)面臨以下作戰(zhàn)環(huán)境，這些因素都會(huì)降低單部雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率，影響跟蹤目標(biāo)的效果。

（1）空情容量大、目標(biāo)密集、掌握空情難度增加；

（2）目標(biāo)機(jī)動(dòng)概率增大,精確確定目標(biāo)位置更加困難；

（3）隱身目標(biāo)的出現(xiàn)，目標(biāo)反射面積變小，雷達(dá)探測(cè)困難；

（4）雷達(dá)受各種電子干擾的幾率增大。

雷達(dá)系統(tǒng)存在的問(wèn)題現(xiàn)有的雷達(dá)系統(tǒng)在情報(bào)獲取和情報(bào)處理過(guò)程中，由于設(shè)備或人員方面的原因，最后的處理結(jié)果與實(shí)際情況可能出現(xiàn)偏差，突出反映在下面幾點(diǎn)。

（1）雷達(dá)情報(bào)處理系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問(wèn)題：

1）多雷達(dá)上報(bào)的同一目標(biāo)航跡在系統(tǒng)中不重合，難以很好地跟蹤，且當(dāng)目標(biāo)密集時(shí)不能保證空情的正確和完整，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤空情；

2）雷達(dá)探測(cè)的目標(biāo)位置與目標(biāo)真實(shí)地理位置間偏差較大，無(wú)法提供精確的目標(biāo)坐標(biāo)；

3）對(duì)機(jī)動(dòng)和微弱目標(biāo)的跟蹤效果差，容易跟錯(cuò)目標(biāo)、重新編批。

（2）造成綜合情報(bào)不準(zhǔn)確的原因主要有以下幾個(gè)問(wèn)題。

1）雷達(dá)真北不準(zhǔn)。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是由于雷達(dá)天線常年受風(fēng)吹雨淋，造成天線不水平；喇叭口水平、垂直位置變化；天線絞鏈、齒輪磨損，轉(zhuǎn)速不均勻等；

2）對(duì)信息采集不準(zhǔn)或丟失。錄取操作員采集信息方式各異產(chǎn)生的誤差；脫機(jī)錄取視頻信號(hào)在傳輸中衰減造成小信號(hào)丟失；

3）通信信道質(zhì)量差。通信傳輸易受多種干擾的影響，誤碼較高；信道容量低，信息易積壓；

4）雷達(dá)情報(bào)處理系統(tǒng)采用的是選主站方式，情報(bào)航跡不準(zhǔn)、質(zhì)量不高。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，新型作戰(zhàn)飛機(jī)機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)，具有隱身特性，加上電子對(duì)抗的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，傳統(tǒng)雷達(dá)情報(bào)處理系統(tǒng)已應(yīng)付不了多目標(biāo)、高密度的空情要求，多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合就是針對(duì)目前雷達(dá)情報(bào)處理的不足發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。

多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合主要解決的問(wèn)題時(shí)空統(tǒng)一雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)在本地極坐標(biāo)系中進(jìn)行，多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合在統(tǒng)一坐標(biāo)系中進(jìn)行。統(tǒng)一坐標(biāo)系是系統(tǒng)解決雷達(dá)網(wǎng)空間統(tǒng)一問(wèn)題的基本模型。

（1）統(tǒng)一各雷達(dá)的測(cè)量坐標(biāo)系。雷達(dá)的測(cè)量坐標(biāo)系是分散在雷達(dá)網(wǎng)內(nèi)，需要統(tǒng)一到系統(tǒng)的統(tǒng)一坐標(biāo)系中。如果統(tǒng)一坐標(biāo)系選得不合適，會(huì)產(chǎn)生目標(biāo)的位置誤差。

（2）統(tǒng)一各雷達(dá)的時(shí)鐘。雷達(dá)信息源的時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘存在時(shí)差。系統(tǒng)處理的目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，如果存在時(shí)差,將產(chǎn)生目標(biāo)在位置上的誤差。

校正系統(tǒng)誤差產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的來(lái)源有很多，主要來(lái)源是以下幾種：

（1）雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)誤差。雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)誤差為測(cè)向、測(cè)距系統(tǒng)誤差。它是因雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備的工作點(diǎn)飄移、探測(cè)地理環(huán)境、氣象條件等變化而變化的，屬緩慢變化。

（2）雷達(dá)定位系統(tǒng)誤差。雷達(dá)定位系統(tǒng)誤差為目標(biāo)坐標(biāo)的位移誤差。雷達(dá)測(cè)量極坐標(biāo)系中心點(diǎn)是天線的位置點(diǎn)，往往用雷達(dá)站的經(jīng)緯度，代替雷達(dá)天線的位置。

（3）雷達(dá)定向系統(tǒng)誤差。雷達(dá)定向系統(tǒng)誤差是指北誤差。雷達(dá)指北定向設(shè)備用的是磁北，而系統(tǒng)采用的是真北，這也是雷達(dá)測(cè)向系統(tǒng)誤差來(lái)源之一。

（4）雷達(dá)信息傳輸時(shí)延系統(tǒng)誤差。雷達(dá)測(cè)量的目標(biāo)坐標(biāo)時(shí)間如果用相對(duì)時(shí)間傳輸，則時(shí)延對(duì)目標(biāo)帶來(lái)誤差，這種誤差隨時(shí)延大小而變化。

系統(tǒng)誤差校正的難點(diǎn)在于能否實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握真實(shí)誤差及誤差性質(zhì)。

雷達(dá)航跡跟蹤和關(guān)聯(lián)（1）雷達(dá)航跡跟蹤。雷達(dá)航跡跟蹤是判別雷達(dá)信息源報(bào)來(lái)的雷達(dá)航跡正確與否。雷達(dá)航跡的質(zhì)量對(duì)數(shù)據(jù)融合影響非常大，信息源往往會(huì)產(chǎn)生：新目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)時(shí)延、跟錯(cuò)目標(biāo)點(diǎn)、轉(zhuǎn)彎時(shí)連續(xù)丟點(diǎn)、重新編批、以及程序設(shè)計(jì)不足造成的錯(cuò)誤等問(wèn)題。航跡跟蹤的難點(diǎn)是勻速直線飛行與機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎飛行的跟蹤這一對(duì)矛盾。

（2）雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)。雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)是把各個(gè)雷達(dá)信息源報(bào)來(lái)的雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)為一個(gè)共同的系統(tǒng)航跡，這個(gè)系統(tǒng)航跡應(yīng)和空中目標(biāo)數(shù)量一致、坐標(biāo)一致，它是各條雷達(dá)航跡的集合。

多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)是對(duì)位置、速度、航向估值，因此關(guān)聯(lián)的依據(jù)是航跡的位置、速度、航向，同時(shí)屬性、機(jī)批號(hào)、機(jī)型、架數(shù)等性質(zhì)也是重要依據(jù)。正確關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)是正確跟蹤雷達(dá)航跡以及情報(bào)處理有強(qiáng)容錯(cuò)能力。

目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)是對(duì)系統(tǒng)航跡狀態(tài)進(jìn)行估值，形成融合航跡。在航跡關(guān)聯(lián)后，形成的系統(tǒng)航跡還僅是由各條雷達(dá)航跡組成，根據(jù)這些雷達(dá)航跡對(duì)目標(biāo)的位置、速度和航向進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，掌握空中目標(biāo)的飛行狀態(tài)。

狀態(tài)估計(jì)的難點(diǎn)是要求參加狀態(tài)估計(jì)的信息正確，否則估計(jì)的目標(biāo)飛行狀態(tài)會(huì)發(fā)生較大錯(cuò)誤。

自適應(yīng)處理自適應(yīng)處理的目的是將雷達(dá)信息半自動(dòng)化處理提升到自動(dòng)化處理。

對(duì)目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，首先必須消除系統(tǒng)誤差的影響，完整跟蹤雷達(dá)航跡，正確關(guān)聯(lián)各條雷達(dá)航跡，在此基礎(chǔ)上獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)。這些任務(wù)的模型和算法有多種多樣，但關(guān)鍵問(wèn)題是如何避免前級(jí)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器的處理錯(cuò)誤對(duì)目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)的不良影響，以及因多種原因損失掉的雷達(dá)探測(cè)信息、工作狀態(tài)信息、雷達(dá)航跡信息等信息對(duì)目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)的不良影響。同時(shí)，系統(tǒng)處理的信息量是非常大的，因此必須采用自適應(yīng)處理技術(shù)，使信息處理自動(dòng)化1。