数据融合在经纬仪引导中的应用

　　1　引　言

　　经纬仪是一种精密测角仪器,可用来确定物体在空间中的位置、姿态及其运动轨迹。在新一代弹道导弹的实验中对他的跟踪和捕获能力提出了新的要求。而经纬仪的跟踪和捕获能力在很大程度上取决于他的引导数据的准确性。通常经纬仪只能简单的依靠某一个引导源(如引导雷达),这种测量系统往往比较脆弱,当引导源无效或受到干扰时,经纬仪都不能很好地完成目标跟踪的任务。为了提高经纬仪的鲁棒性,介绍一种多引导源经纬仪引导数据融合方法,通过在新一代经纬仪中的使用,大大改善了经纬仪跟踪的稳定性和捕获的快速性。

　　2　系统的构成

　　经纬仪测量系统包括经纬仪、雷达和指挥中心等部分,如图1所示。其中指挥中心完成引导源异构数据的接收、整理分类和加工处理,在进行信息融合后为雷达和经纬仪提供精确的引导数据,如图2所示。经纬仪和雷达的测量数据又作为一个引导源,从而实现数据的负反馈,使得整个系统可控。

　　3　数据融合方法

　　数据融合就是模仿人脑综合处理问题的能力,利用计算机技术对按时序获得的多路传感器的观测信息对目标存在、特征、态势和企图在一定准则下加以分析和综合,提供一种对现成数据进行协同处理、挖掘,以完成所需要的决策和估计任务而进行的信息综合处理的过程。数据融合理论和实际应用证明:对有限次测量数据进行集中式数据融合处理,可以获得比算术平均值算法更准确的测量结果。

　　数据融合操作的结果在很大程度上取决于“数据源”和“控制逻辑”。由于指挥中心与各个引导源不在同一地理位置,各引导数据时空不统一,在数据融合前务必进行数据标准化(空间位置多以笛卡儿坐标系为参考)。

　　3.1　野值的剔除

　　经纬仪实验时由于电磁干扰和数据传输的影响,不可避免地要产生野值,必须剔除野值,若不加以剔除,传播到弹道参数上,必然会引起失真。

　　实践证明,对于经纬仪的有限次测量数据,用分布图法剔除野值不仅准确性高而且很有效,计算机编程也方便。以4台经纬仪为例,假设他们都有效,则经纬仪的引导数据共有8组,分别为:理论弹道、雷达、经纬仪两两交会。将这些引导数据(以Y为例)按从小到大的顺序排列成引导数据序列:

　　利用这种野值剔除方法可以有效地排除引导数据中的随机干扰。而且,阈值YM和dS的选择均与引导数据序列的极值点的大小无关,仅与引导数据的分布位置有关,而且有效区间的获得与需要排除的野值的关系不大。因此用分布图法来获得一致性测量数据的方法能够增强数据融合对不确定因素的适应性,即具有鲁棒性。