[科普中国]-多雷达数据融合

实现多雷达数据融合的必要性作战环境的影响

防空雷达面临以下作战环境，这些因素都会降低单部雷达对目标的发现概率，影响跟踪目标的效果。

（1）空情容量大、目标密集、掌握空情难度增加；

（2）目标机动概率增大,精确确定目标位置更加困难；

（3）隐身目标的出现，目标反射面积变小，雷达探测困难；

（4）雷达受各种电子干扰的几率增大。

雷达系统存在的问题现有的雷达系统在情报获取和情报处理过程中，由于设备或人员方面的原因，最后的处理结果与实际情况可能出现偏差，突出反映在下面几点。

（1）雷达情报处理系统存在的关键问题：

1）多雷达上报的同一目标航迹在系统中不重合，难以很好地跟踪，且当目标密集时不能保证空情的正确和完整，容易产生错误空情；

2）雷达探测的目标位置与目标真实地理位置间偏差较大，无法提供精确的目标坐标；

3）对机动和微弱目标的跟踪效果差，容易跟错目标、重新编批。

（2）造成综合情报不准确的原因主要有以下几个问题。

1）雷达真北不准。产生这一现象的原因可能是由于雷达天线常年受风吹雨淋，造成天线不水平；喇叭口水平、垂直位置变化；天线绞链、齿轮磨损，转速不均匀等；

2）对信息采集不准或丢失。录取操作员采集信息方式各异产生的误差；脱机录取视频信号在传输中衰减造成小信号丢失；

3）通信信道质量差。通信传输易受多种干扰的影响，误码较高；信道容量低，信息易积压；

4）雷达情报处理系统采用的是选主站方式，情报航迹不准、质量不高。

现代战争中，新型作战飞机机动性能强，具有隐身特性，加上电子对抗的战场环境，传统雷达情报处理系统已应付不了多目标、高密度的空情要求，多雷达数据融合就是针对目前雷达情报处理的不足发展起来的一项新技术。

多雷达数据融合主要解决的问题时空统一雷达测量目标在本地极坐标系中进行，多雷达数据融合在统一坐标系中进行。统一坐标系是系统解决雷达网空间统一问题的基本模型。

（1）统一各雷达的测量坐标系。雷达的测量坐标系是分散在雷达网内，需要统一到系统的统一坐标系中。如果统一坐标系选得不合适，会产生目标的位置误差。

（2）统一各雷达的时钟。雷达信息源的时钟和系统时钟存在时差。系统处理的目标是运动目标，如果存在时差,将产生目标在位置上的误差。

校正系统误差产生系统误差的来源有很多，主要来源是以下几种：

（1）雷达测量系统误差。雷达测量系统误差为测向、测距系统误差。它是因雷达检测设备的工作点飘移、探测地理环境、气象条件等变化而变化的，属缓慢变化。

（2）雷达定位系统误差。雷达定位系统误差为目标坐标的位移误差。雷达测量极坐标系中心点是天线的位置点，往往用雷达站的经纬度，代替雷达天线的位置。

（3）雷达定向系统误差。雷达定向系统误差是指北误差。雷达指北定向设备用的是磁北，而系统采用的是真北，这也是雷达测向系统误差来源之一。

（4）雷达信息传输时延系统误差。雷达测量的目标坐标时间如果用相对时间传输，则时延对目标带来误差，这种误差随时延大小而变化。

系统误差校正的难点在于能否实时准确掌握真实误差及误差性质。

雷达航迹跟踪和关联（1）雷达航迹跟踪。雷达航迹跟踪是判别雷达信息源报来的雷达航迹正确与否。雷达航迹的质量对数据融合影响非常大，信息源往往会产生：新目标的发现时延、跟错目标点、转弯时连续丢点、重新编批、以及程序设计不足造成的错误等问题。航迹跟踪的难点是匀速直线飞行与机动转弯飞行的跟踪这一对矛盾。

（2）雷达航迹关联。雷达航迹关联是把各个雷达信息源报来的雷达航迹关联为一个共同的系统航迹，这个系统航迹应和空中目标数量一致、坐标一致，它是各条雷达航迹的集合。

多雷达数据融合的目标状态估计是对位置、速度、航向估值，因此关联的依据是航迹的位置、速度、航向，同时属性、机批号、机型、架数等性质也是重要依据。正确关联的基础是正确跟踪雷达航迹以及情报处理有强容错能力。

目标状态估计目标状态估计是对系统航迹状态进行估值，形成融合航迹。在航迹关联后，形成的系统航迹还仅是由各条雷达航迹组成，根据这些雷达航迹对目标的位置、速度和航向进行状态估计，掌握空中目标的飞行状态。

状态估计的难点是要求参加状态估计的信息正确，否则估计的目标飞行状态会发生较大错误。

自适应处理自适应处理的目的是将雷达信息半自动化处理提升到自动化处理。

对目标状态进行估计，首先必须消除系统误差的影响，完整跟踪雷达航迹，正确关联各条雷达航迹，在此基础上获得准确的目标状态估计。这些任务的模型和算法有多种多样，但关键问题是如何避免前级雷达数据处理器的处理错误对目标状态估计的不良影响，以及因多种原因损失掉的雷达探测信息、工作状态信息、雷达航迹信息等信息对目标状态估计的不良影响。同时，系统处理的信息量是非常大的，因此必须采用自适应处理技术，使信息处理自动化1。