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摘 要 文章从未来战争环境出发，建立多探测器组网探测目标模式，针对数据融合中存在的坐标转换、时标统一和航迹关联等关键算法进行研究，给出了科学的计算公式，为数据融合的仿真计算、模型建立等具有指导意义。
关键词 多探测器；组网；坐标转换；时标统一；航迹关联
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0074-01
近些年来，随着高新技术不断应用在军事领域，数据融合技术受到人们普遍关注，数据融合现已被军事领域和民营领域广泛采用，特别是基于多探测器探测数据的融合，对于提高探测精度、消除探测盲区有着较高的军事和经济价值[1]。
1 多探测器探测数据融合特点分析
单探测器对目标信息数据的探测和多探测器对目标数据的探测在原理上没有区别，但在数据处理上有很大的差异。组网给出的目标信息是网内多探测器探测的目标信息进行融合后的结果。
基于多探测器的数据融合需要解决以下几个问题：
1）组网的系统误差校正；
2）探测数据的坐标转换；
3）探测数据的时间同步处理；
4）探测数据的算法研究。
2 探测数据的坐标转换方法[2]
因为各探测器所处的位置不同，其探测数据是以探测器本身为中心的，必须要经过坐标转换，换算成以基准点为中心的数据才能进行数据融合。为了减小数据处理的误差，一定要避免近似计算[3]。
2.1 探测器探测数据坐标转换
多探测器探测目标的位置信息需要在统一的坐标系中表达，这就涉及统一坐标系的选定和探测数据的坐标转换。
一般来说，在计算中应当选取一个定点作为坐标系的原点，因为这样可以很清晰的描述目标相对于地球的具体位置。在这里我们选取地球的中心作为坐标系的原点，用极坐标表示为，其中表示第i个目标与坐标原点之间的距离，表示第i个目标的大地经度，表示第i个目标的大地纬度。在以大地中心为原点的直角坐标系中（正北为Z轴）椭圆方程为[4]：
进行微分处理得到切线方程为：
得到法线方向的角度方程为：
其中为纬度方向上某一点的法线与x轴之间的夹角。
假设探测器的坐标为，用迪卡尔坐标系表达为，其中x轴指向正北，z轴指向曲面的法线方向，探测器探测目标位置信息为，转换到迪卡尔坐标的转换方程为：
2.2 探测报文的时标统一[4]
通常情况下，各探测器的数据采集周期不同，因此发送的数据包中的时标也不同，要进行航迹关联和数据融合，就必须进行时间对准。时间对准就是将不同探测器在不同时间探测的数据统一到一个时间基准时标上。下面以两个探测器为例进行说明。
假设探测器1的扫描周期为，探测器2的扫描周期为，且。图1给出了探测器1和探测器2的一个探测序列。时间对准按以下方法进行：
图1 探测器1、2的探测时间序列
1）每隔时间进行一个对准处理。设定开始时刻为0，生成一个处理时刻序列。利用数据采集设备实时记录探测器的观测时间，直到检测到探测器输出了新的数据报文，用新的报文更新旧的报文。
2）在时间间隔中，探测器发送的报文时标分别为和，在对时刻数据处理时，若，则把探测器2在是时刻的数据差值推导到；若，则把探测器1在是时刻的数据差值推导到。在每个数据处理时刻进行以上时间对准操作，则保证两个探测器对同一目标的报文时标是一致的。
同理，可以对多个探测器进行时标对准，以得到同一时标下的探测信息，以便与数据融合处理。
2.3 航迹关联
多探测器组成网络，采用分布式数据融合结构，各探测器均有自身的数据信息处理系统，由于目标众多，各探测器同时收集了大量的目标航迹信息，如何判别不同探测器上报的航迹信息为同一目标航迹，对于数据融合至关重要。当上报航迹信息相距较远且没有干扰、气象杂波等情况下，航迹关联较为简单；当目标较多，且存在各种干扰时，航迹关联就很复杂。以下以修正法介绍航迹关联算法。
多探测器的估计误差之间不总是统计独立的，首先要计算估计误差的互协方差矩阵，它是具有初始状态的线性递推式：
由于这种方法是直接加权法基础上发展起来的，因此称为修正法。
3 结束语
未来战争中电子对抗越来越激烈，利用单探测器对目标进行定位效果将越来越差，如何有效提高目标定位精度是决定未来战争成败的关键因素。本文介绍多探测器组网融合技术，重点就坐标转换、时标统一、航迹关联等算法进行了分析说明。有效的对多探测器反馈数据进行数据融合对于提高探测器作战使用效能、减小测量误差具有深远的军事经济价值。
参考文献
[1]宋庆大.关于分布式雷达组网的技术研究[J].科技创新导报，2009（6）.
[2]王欢.基于雷达组网中新技术的研究[J].现代雷达，2007（1）.
[3]杨敏.浅谈雷达组网技术[J].装备与技术，2006（1）.
[4]赵兴录.防空制导雷达组网及其发展[J].雷达科学与技术，2003（4）.
[5]徐军.分布式雷达组网模型研究[J].现代雷达，2003（12）.
作者简介
张宏铭（1965-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，从事雷达方面的研究工作。
关键词 多探测器；组网；坐标转换；时标统一；航迹关联
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0074-01
近些年来，随着高新技术不断应用在军事领域，数据融合技术受到人们普遍关注，数据融合现已被军事领域和民营领域广泛采用，特别是基于多探测器探测数据的融合，对于提高探测精度、消除探测盲区有着较高的军事和经济价值[1]。
1 多探测器探测数据融合特点分析
单探测器对目标信息数据的探测和多探测器对目标数据的探测在原理上没有区别，但在数据处理上有很大的差异。组网给出的目标信息是网内多探测器探测的目标信息进行融合后的结果。
基于多探测器的数据融合需要解决以下几个问题：
1）组网的系统误差校正；
2）探测数据的坐标转换；
3）探测数据的时间同步处理；
4）探测数据的算法研究。
2 探测数据的坐标转换方法[2]
因为各探测器所处的位置不同，其探测数据是以探测器本身为中心的，必须要经过坐标转换，换算成以基准点为中心的数据才能进行数据融合。为了减小数据处理的误差，一定要避免近似计算[3]。
2.1 探测器探测数据坐标转换
多探测器探测目标的位置信息需要在统一的坐标系中表达，这就涉及统一坐标系的选定和探测数据的坐标转换。
一般来说，在计算中应当选取一个定点作为坐标系的原点，因为这样可以很清晰的描述目标相对于地球的具体位置。在这里我们选取地球的中心作为坐标系的原点，用极坐标表示为，其中表示第i个目标与坐标原点之间的距离，表示第i个目标的大地经度，表示第i个目标的大地纬度。在以大地中心为原点的直角坐标系中（正北为Z轴）椭圆方程为[4]：
进行微分处理得到切线方程为：
得到法线方向的角度方程为：
其中为纬度方向上某一点的法线与x轴之间的夹角。
假设探测器的坐标为，用迪卡尔坐标系表达为，其中x轴指向正北，z轴指向曲面的法线方向，探测器探测目标位置信息为，转换到迪卡尔坐标的转换方程为：
2.2 探测报文的时标统一[4]
通常情况下，各探测器的数据采集周期不同，因此发送的数据包中的时标也不同，要进行航迹关联和数据融合，就必须进行时间对准。时间对准就是将不同探测器在不同时间探测的数据统一到一个时间基准时标上。下面以两个探测器为例进行说明。
假设探测器1的扫描周期为，探测器2的扫描周期为，且。图1给出了探测器1和探测器2的一个探测序列。时间对准按以下方法进行：
图1 探测器1、2的探测时间序列
1）每隔时间进行一个对准处理。设定开始时刻为0，生成一个处理时刻序列。利用数据采集设备实时记录探测器的观测时间，直到检测到探测器输出了新的数据报文，用新的报文更新旧的报文。
2）在时间间隔中，探测器发送的报文时标分别为和，在对时刻数据处理时，若，则把探测器2在是时刻的数据差值推导到；若，则把探测器1在是时刻的数据差值推导到。在每个数据处理时刻进行以上时间对准操作，则保证两个探测器对同一目标的报文时标是一致的。
同理，可以对多个探测器进行时标对准，以得到同一时标下的探测信息，以便与数据融合处理。
2.3 航迹关联
多探测器组成网络，采用分布式数据融合结构，各探测器均有自身的数据信息处理系统，由于目标众多，各探测器同时收集了大量的目标航迹信息，如何判别不同探测器上报的航迹信息为同一目标航迹，对于数据融合至关重要。当上报航迹信息相距较远且没有干扰、气象杂波等情况下，航迹关联较为简单；当目标较多，且存在各种干扰时，航迹关联就很复杂。以下以修正法介绍航迹关联算法。
多探测器的估计误差之间不总是统计独立的，首先要计算估计误差的互协方差矩阵，它是具有初始状态的线性递推式：
由于这种方法是直接加权法基础上发展起来的，因此称为修正法。
3 结束语
未来战争中电子对抗越来越激烈，利用单探测器对目标进行定位效果将越来越差，如何有效提高目标定位精度是决定未来战争成败的关键因素。本文介绍多探测器组网融合技术，重点就坐标转换、时标统一、航迹关联等算法进行了分析说明。有效的对多探测器反馈数据进行数据融合对于提高探测器作战使用效能、减小测量误差具有深远的军事经济价值。
参考文献
[1]宋庆大.关于分布式雷达组网的技术研究[J].科技创新导报，2009（6）.
[2]王欢.基于雷达组网中新技术的研究[J].现代雷达，2007（1）.
[3]杨敏.浅谈雷达组网技术[J].装备与技术，2006（1）.
[4]赵兴录.防空制导雷达组网及其发展[J].雷达科学与技术，2003（4）.
[5]徐军.分布式雷达组网模型研究[J].现代雷达，2003（12）.
作者简介
张宏铭（1965-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，从事雷达方面的研究工作。