[发明专利]基于CPD的异地配置雷达/ESM航迹抗差关联方法

说明书

本发明属于目标跟踪领域中的航迹关联技术，针对存在系统偏差条件下异地配置的雷达和ESM传感器的航迹关联问题，提供了一种基于相干点漂移(Coherent Point Drift,CPD)的航迹抗差关联方法。考虑系统偏差对雷达和ESM参数航迹的影响，使用非线性变换函数描述雷达和ESM的同源航迹点之间的映射关系，将其建模为非刚性配准问题。对雷达和ESM在修正极坐标下的目标点集进行批归一化处理，而后使用CPD方法估计非线性变换函数中的位移函数，得到配准后的点集。最后，使用全局优化和假设检验得到雷达/ESM航迹抗差关联结果，适用于雷达与ESM之间距离较远的情况，对密集目标的关联效果较好。

技术领域

本发明属于目标跟踪领域中的航迹关联技术，针对异地配置的雷达和ESM传感器在存在系统偏差条件下的航迹关联问题，提供了一种基于相干点漂移(Coherent PointDrift,CPD)的航迹抗差关联方法。

背景技术

ESM是常用的无源传感器，能够提供目标属性信息和方位角量测，具有探测距离远、隐蔽性好、目标识别能力强等优点，对于远距离预警、侦察具有重要的意义。但对于多目标场景，单个ESM的量测难以保证所有目标的可观测性，通常需要联合有源传感器(如雷达)系统，优势互补，为战场指挥提供更加完整清晰的战场态势，因此研究雷达与EMS的航迹关联算法十分必要。

本发明旨在利用CPD算法实现异地配置下的雷达/ESM航迹抗差关联，适用于雷达与ESM之间距离较远的情况，对密集目标的关联效果较好。

发明内容

本发明的目的在于针对异地配置的雷达/ESM在存在系统偏差条件下的航迹关联问题，提供一种基于相干点漂移的航迹抗差关联方法。考虑系统偏差对雷达和ESM参数航迹的影响，使用非线性变换函数描述雷达和ESM的同源航迹点之间的映射关系，将其建模为非刚性配准问题。对雷达和ESM在修正极坐标(Modified Polar Coordinate，MPC)下的目标点集进行批归一化处理，而后使用CPD算法估计非线性变换函数中的位移函数，得到配准后的点集。最后，使用全局优化和假设检验得到最终的雷达/ESM航迹抗差关联结果。

该发明适用于异地配置的雷达/ESM传感器航迹关联问题。该发明包括以下步骤：

1问题描述

设某一时刻二维场景中有两个异地配置的平台，分别搭载雷达和ESM对目标进行观测。雷达和ESM分别位于p_r＝[x_r y_r]^T和p_e＝[x_e y_e]^T，速度分别为和第n个目标的位置和速度为p_tn＝[x_tn y_tn]^T和考虑系统误差和随机误差，雷达量测可建模为

其中，表示第n个目标到雷达的径向距离，表示第n个目标真实方位角量测，Δρ和Δθ_r分别表示雷达径向距离和方位角量测的系统误差，δρ和δθ_r表示量测的随机误差。相似地，ESM量测可以建模为

其中，表示第n个目标到ESM的方位角量测，Δθ_e和δθ_e分别表示方位角量测的系统偏差和随机误差。