修正极坐标系下雷达与ESM航迹对准关联

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMay252017V01．38No．5SSN1000．6893ON11—1929／Vhttp：Hhkxbbuaa．educnhkxb@buaaedu．crlDoI：10．7527／$1000—6893．2016．0287修正极坐标系下雷达与ESM航迹对准关联关欣，彭彬彬，衣晓*海军航空工程学院电子信息工程系，烟台264001摘要：研究了存在系统误差时修正极坐标系(MPC)下的雷达与电子支援措施(ESM)航迹关联问题。系统误差导致MPC下雷达和ESM的角度估计

2、产生偏移，而对角度变化率、距变率与距离的比值(ITG)的估计影响不大；结合非中心卡方分布的知识，分析了雷达与ESM的测量误差对非中心参数和正确关联概率的影响；提出了一种基于积分重合度的雷达与ESM航迹对准关联算法。首先将雷达与ESM的目标映射到角度一角度变化率空间，分别得到了雷达与ESM的目标曲线，然后对两目标曲线求积分重合度，估计出雷达与ESM测角系统误差的偏移量，对偏移量补偿后进行雷达与ESM的航迹关联。仿真结果表明，本文所提算法能有效地提高存在系统误差时雷达与ESM正确航迹关联概率。关键词：系统误差；航迹关联；雷达；ESM；非中

3、心参数；积分重合度；修正极坐标系中图分类号：V243．2；TN958文献标识码：A文章编号：1000—6893(2017)05—320668～12在军事多传感器信息融合系统中，异类传感器的信息融合一直是一个重要又困难的研究课题，其中雷达和电子支援措施(ElectronicSupportMeasurements，ESM)的数据融合就是典型的异类传感器数据融合问题[1]。雷达和ESM数据融合的前提是雷达和ESM的数据关联。但是由于ESM是被动传感器，只能提供角度信息而没有距离信息，再加上传感器的误差和数据率的差异等问题，雷达和ESM航迹关

4、联存在很大的不确定性陋3

5、。文献E4]研究了在各雷达目标航迹样本容量不等时雷达与ESM的航迹关联问题。在此基础上，文献E5]简化了机载雷达与ESM航迹关联的正确关联和错误关联概率表达式。上述方法均是利用量测数据构造统计量，为了能更好地利用传感器提供的信息，文献[6—7]分别对雷达和ESM量测进行滤波处理后，利用直角坐标系下位置和速度构造关联统计量，此时为了确保滤波不发散，要求ESM传感器相对目标进行一定的机动。在修正极坐标系(ModifiedPolarCoordi—nates，MPC)下滤波时，当传感器与目标之间的相对加速度为零时，可

6、观测的状态与不可观测的状态能自动解耦，确保了稳定跟踪[8]。文献[9]在修正极坐标系下对3类典型场景5种关联方法的正确关联概率和错误关联概率进行了仿真与分析。文献[10]在MPC中的前3个状态向量的基础上，增加了两个新的状态量，基于最大似然估计分析了所提方法的性能。但是上述文献均未考虑系统误差的影响[1卜”j。现有的雷达与ESM系统误差配准方法默认已经实现了航迹关联，但是由于系统误差的存在往往无法获取正确的雷达与ESM航迹关联关系，从而产生了一个相互为前提的矛盾问题。文献[14—152采用图像匹配的思想，对空间进行网格化划分，利用傅里

7、叶变换和Randon变换等技术收稿目期：2016—08-08；退修日期：2016-09．21；录用日期：2016-11-04；网络出版时间：2016-11—1008：29网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／111929．V．20161110．0829002．html基金项目：国家自然科学基金(61032001)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET一11·0872)*通讯作者．E—mail：yxgx—gxyx@163．corn引用格式

8、关欣．彭彬彰，衣晓÷修正援坐标系下雷达与ESM航迹对准关联￡如航空学授

9、．2017．38(5)：320668．GUANXtPENGBB·wX．Trackalignment-associationofradarandESMinMPOEJ2．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2017，38(5)：320668．320668—1航空学报实现了雷达航迹对准关联。所谓对准关联，分为航迹对准和航迹关联两个步骤，即不依赖准确的系统误差配准技术下的航迹关联。然而上述均为雷达组网的情况[16。7

10、。文献[18—19]分别研究了系统误差对基于角度统计量和基于位置统计量的雷达与ESM航迹关

11、联方法的影响[2⋯，但是均未提出存在系统误差时有效的解决方法。本文对系统误差存在时MPC下雷达与ESM航迹关联问题进行了研究，分析了系统误差对MPC下状态量的影响。结合非中心卡方分布的知识，分析了雷达与ESM的测量误差对