[发明专利]机载平台协同综合传感器系统马尔科夫链误差传递模型

说明书

本发明提出的一种机载平台协同综合传感器系统马尔科夫链误差传递模型，涉及机载平台协同探测传感器效能评估领域。本发明通过以下技术方案实现：机载综合传感器探测节点传输探测信息，每个节点将采样时刻的目标状态信息传递给下一个被激活簇的节点；综合传感器探测系统给出马尔可夫链的误差模型；根据探测机载平台输入的CF参数、探测误差、导航误差和发射时刻发射载机惯性坐标系与飞行器惯性坐标系之间对准误差的四类误差，建立从目标相对于探测机载平台的雷达球坐标系起点到目标相对于飞行器平台视线坐标系终点的马尔可夫误差链传递模型，求解其马尔科夫链误差链节点中的误差传递模型；计算数据传输路径，得出四类误差源引起的目标指示误差。

技术领域

本发明涉及飞行器探测传感器效能评估领域，尤其是涉及协同综合传感器系统探测能力对指示误差评估的机载平台协同综合传感器系统马尔科夫链误差传递模型。

背景技术

随着科学技术，尤其是传感器网络、航空电子系统的迅速发展，越来越多的传感器被纳入到机载传感器网络中，如何在少用有源雷达原则下，将有限机载传感器网络资源分配给多个不同目标完成协同跟踪，利用数据融合技术实现综合探测是探测传感器发展的方向。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有对应关系的、便于应用的某些物理量的测量装置。分析探测传感器获取目标过程的坐标转换中各参数对测量结果的影响，首先要知道误差传递关系。影响探测传感器输出精度的原因有两个方面，一方面是导航传感器测位测姿误差使的计算坐标系与实际坐标系存在的误差对结果输出造成的误差，另一方面是测得的目标的位置、速度等参数的测量误差对输出结果造成的误差。按误差的性质分类有系统误差在相同测量条件下多次测量同一物理量，其误差大小和符号保持恒定或按某一确定规律变化，此类误差称为系统误差。系统误差表征测量的准确度。由于时间的不一致和传感器系统误差直接影响目标探测信息的精度。随机误差在相同测量条件下多次测量同一物理量，其误差没有固定的大小和符号，呈无规律的随机性，此类误差称为随机误差。通常用精密度表征随机误差的大小。准确度和精密度的综合称为精确度，简称精度。按被测量与时间的关系分类有静态误差，被测量不随时间变化时测得的误差称为静态误差。动态误差被测量在随时间变化过程中测得的误差称为动态误差。动态误差是由于检测系统对输入信号响应滞后，或对输入信号中不同频率成分产生不同的衰减和延迟所造成的。动态误差值等于动态测量和静态测量所得误差的差值。某量值误差定义为该量的给出值(如测量值、实验值)与其客观值之差。随机误差却服从统计规律。统计规律中，最基本最重要的一种就是高斯正态分布。服从正态分布的随机误差具有抵偿性，即随着测量次数n的增多，绝对值相等、符号相反的随机误差，其出现的次数趋于相等，从而导致各次测量误差δ1，δ2，...,δn的总和具有正负抵偿的性质，特别是当测量次数趋于无穷时，其总体平均值(又称数学期望)趋近于零。在传感器探测中，目标实际运动和传感器探测数据的非线性非高斯和不确定特性，影响传感器探测精度的因素很多，其中主要有传感器测量误差、探测机载平台定位误差、探测机载平台姿态误差、时间误差等，这些误差或单独或相互耦合地对目标跟踪产生影响。如何在建模时将这些误差的影响进行合并与分解，是解决动平台传感器空间配准问题的关键。在误差传递的计算方法很多，如全差分法、绝对值法、均方误差法和蒙特卡罗法。目前对于探测机载平台协同过程中综合传感器系统探测能力对飞行器指示误差的影响分析缺乏详细研究，未根据探测目标所经过的各环节节点建立马尔科夫误差传递模型，要么给出误差估算公式，要么建立误差传递模型不完整，无法对综合传感器探测误差影响下的飞行器指示误差进行准确定量评估。在某些实际应用背景中,目标相当于移动节点，根据传感器的探测信号对目标进行定位跟踪等环节,跟踪过程的每一个环节均存在不确定因素。一般来讲，马尔科夫过程随时间变化是连续的，当过程参数取离散时间数值时，称之为马尔科夫序列。马尔科夫序列是另一类重要的时间序列，它的基本概念、基本定义、基本规律和研究的基本方法都与前面讨论的时间序列完全不同。通常不强调它的时间序列性，而关注它的所谓马尔科夫性，所以习惯上不再称它为时间序列而称它为马尔科夫序列。马尔科夫过程是一种重要的随机过程，它假定系统可以分成若干类别或者状态，研究对象在不同状态之间随机游动。如果研究对象随时间的变化是离散的，称之为马尔科夫链。

发明内容