基于空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器信息融合關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)及911恐怖襲擊、馬航MH370失聯(lián)等國(guó)際事件暴露出的空防情報(bào)不共享、提供目標(biāo)屬性不明確、航跡不連續(xù)、態(tài)勢(shì)評(píng)估不準(zhǔn)確等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了戰(zhàn)爭(zhēng)行動(dòng)和反恐作戰(zhàn)。我軍受指揮關(guān)系、武器性能、地理遮蔽、編制體制等條件約束，不同程度地存在著上述問(wèn)題，因此，從2010年開(kāi)始，重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)情報(bào)系統(tǒng)的研究和建設(shè)。本論文所研究的課題，系作者從事幾十年雷達(dá)情報(bào)系統(tǒng)建設(shè)與保障維護(hù)工作基礎(chǔ)上，結(jié)合工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所做的創(chuàng)新和探索。課題重點(diǎn)研

2、究了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在多傳感器信息融合中的優(yōu)化布站、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、威脅評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)，探討了有關(guān)技術(shù)的改進(jìn)問(wèn)題，并在工作實(shí)際中進(jìn)行了應(yīng)用。課題的研究較好地發(fā)揮了多傳感器信息融合技術(shù)在空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)中的作用，提高了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體作戰(zhàn)性能。
　　論文以實(shí)現(xiàn)空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的布站優(yōu)化，改進(jìn)異類(lèi)傳感器信息融合的目標(biāo)識(shí)別，完成被動(dòng)傳感器的目標(biāo)跟蹤，以及分析空防威脅評(píng)估為目標(biāo)，主要基于蟻群算法(antcolony optimizat

3、ion，ACO)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、高斯-厄密特濾波(Gauss-Hermite filtering，GHF)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（Bayesian networks，BN）等信息融合理論及方法，對(duì)空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的布站優(yōu)化、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、威脅評(píng)估等展開(kāi)研究及實(shí)踐應(yīng)用。
　　論文首先歸納了多傳感器信息融合的特點(diǎn)和基本定義。描述了信息融合的系統(tǒng)模型和主要算法，異類(lèi)傳感器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息互補(bǔ)，避開(kāi)各自缺點(diǎn)，但融合復(fù)雜，沒(méi)有統(tǒng)一方法;被動(dòng)傳感

4、器本身不發(fā)射信號(hào)，具有較強(qiáng)的生存能力和反隱身能力。
　　其次，基于雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)布站方案及優(yōu)化方法，實(shí)地搭建了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)。研究了基于A(yíng)CO算法的雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)布站方案，提出了基于參數(shù)優(yōu)選演進(jìn)的優(yōu)化布站方法，仿真得到了較好的布站方案;進(jìn)行了實(shí)地勘察，完成了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)地搭建，驗(yàn)證了理論方法的正確性和可操作性。
　　再次，研究了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于異類(lèi)傳感器信息融合的目標(biāo)識(shí)別改進(jìn)問(wèn)題。討論了基于3種異類(lèi)傳感器構(gòu)建異類(lèi)傳感器

5、信息融合系統(tǒng)，研究了特征層基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)聚類(lèi)中心選擇方法和決策層改進(jìn)D-S證據(jù)組合矛盾沖突解決方案;對(duì)四批四架飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)行了偵測(cè)，得到了目標(biāo)特征參數(shù)，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，完成了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)空中目標(biāo)融合識(shí)別的改善。
　　之后，基于多被動(dòng)傳感器系統(tǒng)，討論了空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)純方位多目標(biāo)跟蹤融合方法。分析了被動(dòng)雷達(dá)純方位條件下基于高斯-厄密特濾波(Gauss-Hermite filtering，GHF)的目標(biāo)航跡關(guān)聯(lián)更新方法，利用目

6、標(biāo)先驗(yàn)信息計(jì)算得到全體觀(guān)測(cè)與目標(biāo)的可行劃分;基于空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)兩批兩架飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)行了純方位被動(dòng)跟蹤關(guān)聯(lián)，并對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　最后，結(jié)合空防雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)多種情況下的敵機(jī)威脅等級(jí)進(jìn)行了評(píng)估分析。給出了威脅評(píng)估的數(shù)學(xué)描述，建立了模糊動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(fuzzy dynamic Bayesian networks，F(xiàn)DBN)模型，對(duì)兩批兩架飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)行了模擬空戰(zhàn)的雷達(dá)偵測(cè)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真給出了基于模糊動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的威脅