多传感器融合在雷达领域的应用

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1、多传感器融合在雷达领域的应用专业班级：09电子工程（1）班学生姓名：指导教师：张永炬物理与电子工程学院9多传感器融合在雷达领域的应用摘要随着航天航海技术的发展，精确雷达导航系统已成为现代载体一个必不可少的部分。任何一种雷达导航设备都不可能适应所有场合的需求，因此目前已经从简单的提供定位参数的单独雷达传感器发展成为雷达导航系统与测量系统相结合的，能够提供精确位置和军事测量的多传感器组合导航系统。多传感器数据融合是研究对多传感器数据进行处理的理论、技术和方法的综合性学科，它的产生、形成与发展，是现代科学技术迅猛发展的产物，在军事和民用上

2、均有广泛的应用前景。本文首先对传感器的基本原理和应用进行了介绍，之后分析雷达传感器的原理，以雷达传感器为研究对象，对多传感器数据融合中的航迹相关和数据合成问题进行研究，重点针对多雷达航迹相关算法、异类传感器航迹相关算法、多雷达航迹数据动念加权平均合成算法和一维纯方位传感器量测与雷达航迹数据合成算法进行了深入的研究。在自动目标识别范围内,传感器电平的融合要比象素电平的融合更能有效地完成目标的探测和识别。详述了带有前视红外(FLIR)和激光雷达(LADAR)传感器的混合传感器系统成像的优缺点,并提出这种混合系统双模敏感的结构。用这种混合

3、系统来探测和识别目标的过程亦在本文中作了详尽探讨[1]。关键词：雷达导航数据融合双模敏感结构多传感器融合9引言由于设想了自动目标识别中多传感器融合的概念,激光雷达和前视红外成像的像素电平的融合就不再需要。与把各个传感器处理(两种成像方式)和目标提取的部分图像结合起来更为有效的方法相比,像素电平的融合在目标搜索过程中明显较差。这两种成像按如此小的电平合成没有必要,这是因为在用于识别和发现目标的混合方式中两种传感器同时应用会更加有限。多传感器融合的概念是开发自动识别目标的最好方法,这是因为除像素融合外,信息融合可在各种电平发生。比如:传

4、感器电平融合、特征电平融合以及构成电平的判定融合。用于做同一工作的两种传感器不如用于探测目标的被动系统和辨别被捕获目标的主动系统的效率高。这种双模系统就是传感器电平的融合[2]。1传感器1.1传感器原理传感器是能够感受或响应规定的被测物体并按一定规律转换成可用信号输出的电子器件，它可将输入变量转换成可供测量的电信号。并将各种参数输入计算机系统，进行智能监测、控制。传感器通常由直接响应的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电路所组成。通常进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。故为了方便后级的处理，故要经过信

5、号整形器将信号整形成具有最佳特性的波形，成形后的信号随后转换成数字信号，再将其输入到微处理器[3]。1.2传感器分类按照原理可分为：物理传感器和化学传感器二大类．但大多数的传感器是以物理原理为基础运作的。按照其用途分类有：温度传感器、湿度传感器、光电传感器、超声波传感器、位咀传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等[4]。按照其应用领域分类有：机器传感器、医用传感器、环保传感器等。按输入信号标准分为：模拟传感器、数字传感器、开

6、关传感器等模拟传感器：将被测的非电学量转换成模拟电信号。按制造工艺分：集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器和陶瓷传感器集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的[5]。91.3传感器的应用现今，传感器在武器装备中的应用极为广泛，可以说无时不用、无处不用。大到星体、两弹、飞机、舰船、坦克、火炮等武器装备系统，小到单兵作战武器：从参战的武器系统到后勤保障：从军事科学试验到军事装备：从战场作战到战略、战术指挥，遍及整个作战系统：从战略准备、战略决策到战争实施，遍及战争的全过程[6]。这样的应用必定能够在未来的高技术战争中扩大

7、作战的时域、空域和频域，大幅度提高武器的威力和作战指挥的能力。如微型传感器广泛应用于微型侦察卫星、智能弹头等：红外探测器的重要应用是对战略导弹的预警，还可装载舰艇、飞机及车辆等平台：如用于夜间短、中、长距离战场红外识别系统，机载、车载和舰载前视红外系统，机载红外大面积战场实况侦察，红外搜索与跟踪系统以及战术武器的精确制导等[7]。光纤传感器在军事信息技术中的应用主要有如下几个方面：基于光纤陀螺的对飞行器、水下兵器、陆用战车的惯性制导和对运动载体的姿态控制，基于微振动传感器和光纤信息传输网，用于海洋防卫和反潜作战的光纤水听器传感器阵网

8、，基于温度、压力、振动传感器的智能结构广泛用于水下兵器及航空航天等领域[8]。下面主要介绍传感器在雷达领域的应用。2雷达原理简介首先，必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR，是Ra