基于区间灰数的分布式多目标航迹关联算法

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1、航空学报Feb．252013V01．34No．2352．360ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000．6893ON11-1929／Vhttp：#hkxb．buaa．eduCRhkxb@buaa．edu．C13基于区间灰数的分布式多目标航迹关联算法衣晓*，张怀巍，曹昕莹，何友海军航空工程学院信息融合技术研究所，山东烟台264001摘要：研究了存在系统误差条件下分布式多目标航迹关联问题，以异地配置的2D组网雷达为背景，分析了时变系统误差对雷达上报航迹的影响，将误差影响下的目标定位看

2、做一种认知不确定性，并给出两种用区间灰数描述这一不确定性的方法。由此提出了一种航迹关联算法，该算法以区间相离度作为衡量航迹间差异信息的测度，建立灰色关联分析模型，并根据灰关联度排序给出航迹关联对。通过对算法的约束条件进行深层次分析，给出了使用算法的先决条件。在常见系统误差环境下的蒙特卡罗仿真结果表明，算法具有良好的抗差性能和较广泛的适用性。关键词：航迹关联；系统误差；区间灰数；组网雷达；信息融合中图分类号：V448．2；TP953；TN957文献标识码：A文章编号：1000—6893(2013)02—0352—09组网雷达系

3、统中，单部雷达的系统误差很可能导致融合中心对同一个目标生成多条航迹，或者将不同目标融为一条航迹，造成航迹关联的混乱。因此，研究系统误差条件下的多目标航迹关联问题是十分必要的。传统的基于统计类和基于模糊数学类的航迹关联算法[1。41通常不考虑传感器存在的系统误差。最近几年，国内外学者针对系统误差条件下多目标的关联与融合问题，展开了比较深入的研究。文献[5]～文献[7]研究了不需要准确关联航迹数据的误差配准技术。文献[8]和文献[9]将非时变系统误差的影响看做对目标航迹的旋转和平移，并分别利用傅里叶变换理论和图像匹配的归一化互相

4、关思想，对旋转和平移量进行估计和补偿，进而实现航迹对准关联。文献[io]～文献[13]还指出，在系统误差影响下，航迹间的空间拓扑结构不发生改变，以此作为突破口，提出了基于目标拓扑信息的航迹关联算法以及相关的改进算法。然而，当前的研究多针对非时变系统误差，并且从偏差影响的微观层面着手，通过点迹的偏移量寻找突破。本文基于灰色系统理论口4-18]，从误差影响的宏观层面分析，将系统误差对航迹的影响与区间灰数相联系，利用灰色序列算子的作用，探索航迹之间的关联关系。1系统误差对目标航迹的影响在组网雷达技术中，系统误差是影响航迹关联质量的

5、重要因素，建立合理的误差分析模型是实现误差配准前航迹关联的关键。非时变系统误差对目标航迹的影响，文献[8]给出了详细的论述，这里不再赘述。下面对时变的系统误差加以讨论。收稿日期：2012—04-17；退修FI期：2012．05—20；录用日期：2012—06—13；网络出版时间：2012-09—1115：49网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20120911．1549002．html基金项目：国家自然科学基金(61032001)；新世纪优秀人才支持计划(NCET．11-087

6、2)*通讯作者．Tel．：0535·6635417E—mail：yxgx@sohu．com硪用榕武：Y

7、X。ZhangHW．CaoXY。eta1．Atrackassociationalgorithmfordistributedmulti-targetsystemsbasedOngrayintervall7um—bers．ActaAeronauticaetAstronauticaS&ica，2013，34(2)：352—360．衣晓，张怀巍．曹昕莹。等．基f区闻灰教的分布武多g标航迹关联算法．航空学报，2013，34(2)：3

8、52—360．衣晓等：基于区间灰数的分布式多目标航迹关联算法设非同地配置的两部2D雷达A、B，以雷达A作为融合中心，并以其所在位置为原点建立公共笛卡儿坐标系，选择雷达B的笛卡儿坐标为(z＆，0)；且已知雷达的测距和测方位角最大系统偏差分别为(ArA。，AOA。)、(Ar。。，AO。。)。以雷达A为例，记k时刻目标的真实位置为(z(志)，y(忌))，雷达A的真实测距和测方位角为(ra(是)，OA(是))，则k时刻目标的位置估计可表示为fzA(k)一(rA(足)+ArA(k))·J．sin(以@)+△以强”(1)lYA(是)一(

9、rA(是)+ArA(k))·lc。s(以(尼)+△以(愚))式中：△“(忌)和△六(志)均为随时间变化的量，且已知变化范围分别为0～△“。和0～△6lA。。由式(1)可知，雷达对航迹的估计不能精确地反映目标的真实位置。同时，由于雷达时变偏差的存在，不能认为雷达的上报航迹具有固定的旋转和偏移