双基阵滤波跟踪型数据融合算法分析

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1、东南大学硕士学位论文自多个传感器或者多源的信息进行综合处理．从而得出对现实环境的更为准确、可靠的描述。多传感器数据融合，传感器之阀的冗余数据增强了系统的可靠性，传感器之闻的互补数据扩展了单个的性能。一般而言，多传感器融合系统具有以下优点：提高系统的可靠性和鲁棒性；扩展时间上和空间上的观测范围；增强数据的可信任度；增强系统的分辨能力。1．1．2数据融合的处理模型数据融合是一种多层次的、多方面的处理过程，这个过程是对多源数据进行探测、互联、相关，估计和组合，以便获得准确的状态和身份估计，以及完整而及

2、时的战场态势和威胁估计．，按照美国国防部J-DL数据融合研究小组定义的功能模型，数据融合的层次结构分为四级12】，处理模型如图1．1所示：图1．1信息融合处理功能模型数据融合是在几个层次上完成对多源信息处理的过程。其中每一层次都表示不同级别的信息抽象；数据融合包括探酒、互联、相关．估计以及信息组合；数据融合的结果包括较低层次上的状态和身份估计，以及较高层次上的整个战术态势估计。数据融合的基本目的就是通过组台，可以比任何单个输入数据元素获得更多的信息．目前，在国际上对数据融合的研究还没有形成一套完

3、整的理论和方法，只能通过数据融合的各个功能要素及相互关系，给以最佳的描述和说明。2第一章绪论I．I．3数据融合的分类数据融合可以按不同的方式进行分类：如按技术原理分，可分为假设检验型数据融合、滤波跟踪型数据融合、聚类分析型数据融合、模式识别型数据融合、人工智能型数据融合等；按判决方式分有硬判决型和软判决型数据融合：按传感器的类型分又有同类传感器数据融合和异类传感器数据融合。按照信息抽象的五个层次，融合可进一步分为五级p1．即检测级融合、位置级融合、属性(目标识别)级融合、态势评估与威胁估计。前三

4、个层次的信息融合适合于任意的多传感器信息融合系统，而后两个层次主要适用于军事C4J系统中的信息融合。检测级融合是直接在多传感器分布检测系统中检测判决或信号层上进行的融合．位置级融合是直接在传感器的观测报告或测量点迹和传感器的状态估计上进行的融合，包括时间和空问上的融合，是跟踪级的融合，属于中间层次，也是最重要的融合。从多传感器系统的信息流通形式和综合处理层次上看，在位置融合级。其系统结构模型主要有四种：集中式、分布式、混合式和多缓式。I)集中式结构将传感器录取的检测报告传递到融合中心。在那里进行

5、数据对准、点迹相关、数据互联、航迹滤波、预测和综合跟踪．这种结构的最大优点式信息损失最小，但数据互联较困难。并且要求系统必须具备大容量的能力，计算负担重，系统的生存能力也较差。2)分布式结构的特点是每个传感器的检测报告在进入融合以前，先由它自己的数据处理器形成局部多目标跟踪航迹，然后把处理后的信息送至融合中心，中心根据各节点的航迹数据完成航迹关联和航迹融合，形成全局估计．这类系统不仅具有局部独立跟踪能力，而且还有全局监视和评估特征的能力．3)混合式结构同时传输探测报告和经过局部节点处理后的航迹信

6、息，它保留了集中式和分布式结构的优点，但在通信和计算上要付出昂贵的代价。4)多级式结构是上面三种结构的综合形式，它根据来自下一层融合中心的航迹估计信息，通过坐标变换、时间对正和航迹关联后。完成高层次空间融合．且标识别亦称属性分类或身份估计．目标识别层的信息融合又可分为数据级融合、特征级融合和决策级融合．I)数据级融合：在传感嚣的原始信息未经处理之前进行的信息综合分析，以达到尽量多地保持景物信息。这种融合方式的信息处理量大、处理时间长、实时性较差。东南大学硕士学位论文2)特征级融合：在对信息预处理

7、和提取特征后，对所获得的景物特征信息(如边沿、形状、轮廓、方向、区域和距离等)进行综合处理，以达到保留足够数量的重要信息和实现信息压缩，从而有利于实时处理。3)决策级融合：融合之前，每种传感器的信号处理装置已完成决策或分类任务。信息融合只是根据一定的准则和决策的可信度做最优决燕，以便具有良好的实时性和容错性，使在一种或几种传感器失效时也能工作。，对于具体的数据融合系统应用，采用哪种结构要根据系统计算负荷，通信带宽、传感器的性能以及系统资金耗费等因素综合考虑．本文所研究的双基阵滤波跟踪型数据融合算

8、法属于位置级融合，主要是按时问先后对目标在不同时间的观测值即检测报告的融合，采用分布式跟踪系统．1．2被动定位跟踪技术研究背景目标跟踪在军事领域占据着重要位置．只有可靠且精确的跟踪才能有效的对目标实施打击，为了对目标进行精确的跟踪，必须获得目标尽可能多的信息。不同传感器对于跟踪对象的不同特征能够提供更精确的数据，采用多传感器系统的目的就是通过多种不同传感器系统的组合使整个系统在性能上取得互补以提高对目标的跟踪能力．考虑到作战的隐蔽性，潜艇声纳主要工作在被动方式，使得对水下目标的检测、跟踪和识别更