多传感器误差配准研究

多传感器组网信息融合时,需要对组网中各传感器系统误差进行估计和补偿,以消除各传感器系统误差对融合性能的影响。研究了雷达组网系统误差配准模型,并对最小二乘算法 (LS)、广义最小二乘算法(GLS)、递推最小二乘算法(RLS)、修正 EX 算法等误差配准算法进行对比分析,同时给出了扩维配准模型用于解决多传感器组网配准问题,针对实际工程应用中算法收敛情况难以判断的问题,提出了一种误差配准收敛性判定的方法。根据仿真结果对误差配准算法性能进行分析,同时验证了扩维配准和收敛性判定方法的有效性,支撑配准系统应用。     

多雷达数据配准的工程实现

基于雷达网系统误差分析 ,提出了一种简单、实用的数据配准算法 ,称为最小二乘相对系统误差配准法(LSRSEM ) ,并给出了一种基于相对系统误差的多雷达数据配准工程实现方法。仿真和实际数据证明 ,该方法可以使同一目标观测航迹的分裂程度减小一个数量级 ,有效保证了多雷达观测结果的一致性和连续性     

基于非合作目标的误差配准算法

误差配准是消除传感器系统误差必不可少的过程。针对非合作目标情况下如何估计传感器系统误差的问题,提出了一种基于线性卡尔曼和最小二乘的三维误差配准算法。该算法考虑了地球曲率的影响, 解决了传统的二维算法无法估计俯仰角系统误差的问题。通过构造系统模型, 将传感器系统误差和目标运动情况统一到同一量测方程中, 并结合线性卡尔曼和最小二乘得到系统误差的估计。仿真结果表明, 该方法能有效地估计包括俯仰角误差在内的多种系统误差。     

广义最小二乘法配准组网雷达误差的技术研究

本文介绍了组网雷达的坐标转换方法,研究了使用广义最小二乘方法配准组网雷达中的距离误差、方位误差和俯仰误差的技术问题。仿真分析了量测噪声对于配准误差的影响。结果表明了最小二乘算法的有效性和鲁棒性。     

基于NLS的多机只测角误差配准算法

多机无源融合定位中的误差配准是目前多传感器误差配中的难点之一。当无源传感器获得的观测量存在系统误差却不进行配准时,多机融合定位的效果将受到严重影响。针对这一情况,在多机只测角无源定位问题中提出了一种基于非线性最小二乘（NLS）的误差配准算法。该算法将多机只测角误差配准问题转换为非线性最小二乘估计问题,并采用高斯–牛顿法求解,即先将非线性量测方程线性化并采用加权最小二乘进行估计,然后进行迭代直至收敛到最优估计值。仿真结果表明,与EKF配准算法相比,当观测时间足够长时,本文提出的NLS误差配准算法的定位误差可以接近克拉美罗限（CRLB）,并且对系统误差的估计精度非常高。      

基于遗传算法的雷达组网误差配准算法

系统误差校正是雷达组网的关键问题,传统的误差校正方法采用最小均方估计法或极大似然法,这些方法受随机误差影响,计算量大,难以在工程中应用。本文在实时精度控制法（RTOC）的基础上,通过构造误差配准的目标函数,将误差配准转换为非线性优化问题,并采用遗传算法进行寻优。该方法采用非参数化的方法进行误差配准,克服了RTOC和最小二乘算法中线性化带来的误差,提高了误差估计的精度。仿真和实际数据测试表明,本文提供的方法能有效地进行组网雷达误差配准。     

基于小生境遗传算法的雷达组网误差配准

多传感器信息融合须进行误差配准。传统的误差配准技术采用RTQC、最小二乘法或极大似然估计法,将非线性方程进行线性化,而线性化过程会引入误差。给出了一种基于小生境遗传算法的误差配准算法,该方法在采用基于ECEF坐标系的误差配准技术的基础上,克服了将非线性方程线性化带来的误差,并在传统遗传算法的基础上引入小生境技术,提高了遗传算法全局寻优能力、收敛速度以及系统误差估计结果的精度。最后,将该方法与基于ECEF坐标系的最小二乘法及传统遗传算法进行了比较,仿真实验结果验证了算法的有效性。     

基于互信息的航迹对准关联算法

针对系统误差对目标航迹的影响,研究了在组网雷达存在系统误差情况下的航迹对准关联问题,并将该影响表示为目标航迹的旋转量和平移量;提出一种基于互信息的系统误差配准前航迹对准关联算法,该算法采用最大互信息理论来估计目标航迹数据的相对旋转量和平移量,将雷达组网中雷达上报的目标航迹数据对准到融合中心,从而避开了估计雷达组网系统误差,实现了误差配准前的航迹对准关联,能够为后端的系统误差配准提供可靠的关联航迹数据。     

误差校正下外辐射雷达无源定位算法

针对多基外辐射源雷达定位中存在系统误差的问题,提出了一种基于到达角度(DOA)与到达时差(TDOA)的外辐射源雷达无源定位和系统误差校正算法。首先,该方法引入辅助变量对非线性的DOA 和TDOA 量测方程进行线性化,利用迭代加权最小二乘算法得到对目标位置和系统误差的联合估计;然后,利用辅助变量与目标位置的关联性,设计了一种关联最小二乘算法对初始估计值进行改进;最后,通过后验迭代估计进一步提高目标定位精度。仿真结果表明该算法能够有效地估计系统误差和目标状态。     

基于相位相关的航迹对准关联技术

本文研究了雷达存在探测系统误差时的目标航迹关联问题,给出了组网雷达常规及大系统误差对目标航迹影响的理论分析,提出了一种基于相位相关的系统误差配准前目标航迹对准关联算法.该算法利用Radon变换和Fourier变换的有关特性,采用1维和2维相位相关来分别估计航迹间旋转和平移,基于估计量对各雷达目标航迹进行对准后,实现配准前航迹准确关联.最后,蒙特卡洛仿真结果比较验证了在各种不同的系统误差和目标环境中算法良好的航迹对准关联效果,充分说明其能够为雷达误差配准提供可靠的关联航迹数据.