一種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法
【專利摘要】本發明提供一種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法，屬于導航【技術領域】。所述方法包括：利用雷達獲取的數據與非協作目標航跡庫任一非協作目標航跡的當前狀態估計值進行關聯，如果與某一非協作目標航跡關聯成功，則更新非協作目標航跡的當前狀態估計值，獲得更新后的非協作目標航跡，而后更新非協作目標航跡庫，否則，建立新的非協作目標臨時航跡，并判斷新的非協作目標臨時航跡是否轉為系統航跡，如果是，則更新非協作目標航跡庫，否則，利用非協作目標航跡庫中的航跡數據引導光電跟蹤設備。所述方法能夠對通航目標(包括協作目標和非協作目標)進行獨立、可靠、精確、可識別監視。
【專利說明】一種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于導航【技術領域】，涉及一種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法。
【背景技術】
[0002] 現有的通航監視技術主要包括：空管一次監視雷達監視、空管二次監視雷達監視、 廣播式自動相關監視（ADS-B)、契約式自動相關監視和多點定位監視，其中，空管一次監視 雷達監視屬于獨立非協同式監視，對機載設備沒有任何要求，可對不具備機載應答機功能 的航空器實現監視，各地面站可獨立運行；但其缺點是僅能探測目標距離和方位信息，無 航空器識別能力，覆蓋范圍小，建設和運行維護成本高，地面站建設受地形限制。空管二次 監視雷達監視屬于獨立協同式監視，其應用航空器應答機發射的應答信號，不需要額外的 機載設備，覆蓋范圍廣，可提供比空管一次監視雷達更多的監視目標信息，各地面站可獨立 運行，但其建設和運行維護成本高，更新率低，地面站建設受地形限制。廣播式自動相關監 視（ADS-B)屬于非獨立協同式監視，可提供比空管二次監視雷達更多的目標信息，可實現 空-地監視、空-空監視和地-地監視，定位精度高，更新率快，建設維護成本低，地面站建 設簡便靈活，各地面站可獨立運行。但由于其依賴全球導航衛星系統對目標進行定位，所以 廣播式自動相關監視系統本身不具備對目標位置的驗證功能。如果航空器給出的位置信息 有誤，地面站設備（系統）無法辨別。在全球導航衛星系統失效情況下，廣播式自動相關監 視系統不能正常工作。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種通航監視中對光電跟蹤 設備的引導方法，其能夠對通航目標，包括協作目標和非協作目標，均進行獨立、可靠、精確 以及可識別監視。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用如下技術解決方案：
[0005] -種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法，包括以下步驟：
[0006] S01 :對雷達獲取的數據進行時空校準獲得到時空校準值Χκ ;
[0007] S02 :將時空校準值Χκ與非協作目標航跡庫任一非協作目標航跡的當前狀態估計 值進行關聯，如果與某一非協作目標航跡關聯成功，則用時空校準值Χ κ更新非協作目標航 跡的當前狀態估計值，獲得更新后的非協作目標航跡，而后進行S04,否則，建立新的非協作 目標臨時航跡，而后進行S03 ;
[0008] S03:判斷新的非協作目標臨時航跡是否轉為系統航跡，如果是，則進行S05,否則 進行S06 ;
[0009] S04 :對更新后的非協作目標航跡進行濾波；
[0010] S05 :更新非協作目標航跡庫；
[0011] S06 :利用非協作目標航跡庫中的航跡數據引導光電跟蹤設備。
[0012] 進一步的，所述的利用非協作目標航跡庫中的航跡數據引導光電跟蹤設備具體包 括以下步驟：
[0013] S02-1 :將非協作目標航跡庫中的指定航跡數據發送到光電跟蹤設備；
[0014] S02-2:光電跟蹤設備根據該指定航跡數據對目標進行搜索捕獲，如果搜索到，轉 到步驟S02-4,并向多源數據融合處理設備發送目標觀測信息和跟蹤視頻；若沒有搜索到， 轉步驟S02-3 ;
[0015] S02-3:多源數據融合處理設備以固定的時間間隔外推目標的預測位置，再次給光 電跟蹤設備發送該目標的航跡數據返回到S02-2 ;
[0016] S02-4 :多源數據融合處理設備接收光電跟蹤設備返回來的目標觀測信息和跟蹤 視頻；
[0017] S02-5 :多源數據融合處理設備將該目標觀測信息和跟蹤視頻與非協作目標航跡 數據進行異類信息融合。
[0018] 與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：
[0019] 1、本發明的通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法能夠對通航目標，包括協作目 標和非協作目標，均進行獨立、可靠、精確、可識別監視。
[0020] 2、本發明的通航監視系統既可以組網接入國家民航或軍航的空管系統，完成通航 飛行的監視任務；也可在災害環境下，組成空管應急系統完成對通用航空救援的應急指揮； 戰時還可滿足軍方對低空早期預警、領空安全、國土防御、要地防御等要求，落實中央低空 開放"軍民結合、平戰結合、空管與空防結合"的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明的通航多源監視系統原理組成框圖；
[0022] 圖2是本發明的多源數據融合處理設備組成框圖；
[0023] 圖3是本發明的通航多源監視方法的流程圖；
[0024] 圖4是本發明的ADS-B觀測數據與協作目標航跡關聯的流程圖；
[0025] 圖5是本發明的雷達觀測數據與協作目標航跡關聯的流程圖；
[0026] 圖6是本發明的二維雷達觀測數據與協作目標航跡關聯的流程圖；
[0027] 圖7是本發明的三維雷達觀測數據與協作目標航跡關聯的流程圖；
[0028] 圖8是本發明的關聯度分析的流程圖；
[0029] 圖9是本發明的協作目標航跡數據可信度判斷流程圖；
[0030] 圖10是本發明的非協作目標數據融合流程圖；
[0031] 圖11是本發明的非協作目標航跡引導光跟蹤設備的流程圖；
[0032] 圖12是本發明的非協作目標航跡與光電跟蹤設備獲取的數據融合流程圖。
【具體實施方式】
[0033] 以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明并不局限于以下具體實施 例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護范圍。
[0034] 圖1是本發明的通航多源監視系統原理組成框圖，如圖1所示，本發明提供的通航 多源監視系統包括ADS-B設備、低空監視雷達、光電跟蹤設備、多源數據融合處理設備、定 位授時設備、顯控/監控終端，以及其它支持設備如供電設備、記錄回放（含數據/視頻）設 備和對外通信設備，各種設備經交換機實現網絡數據互通。其中，ADS-B設備用于獲取帶有 目標地址標識的航跡數據；低空監視雷達用于獲取帶有批號的目標航跡數據；光電跟蹤設 備用于獲取指定目標的觀測數據和跟蹤視頻信息；定位授時設備用于給ADS-B設備、低空 監視雷達和光電跟蹤設備提供本地授時和定位信息；多源數據融合處理設備用于對ADS-B 設備獲取的數據、低空監視雷達獲取的數據和光電跟蹤設備獲取的數據進行數據關聯和融 合處理；顯控終端用于顯示指定目標的光電跟蹤視頻信息；記錄回放設備用于回放數據和 視頻；對外通信設備用于與外界進行通信。
[0035] 圖2是本發明的多源數據融合處理設備組成框圖。如圖2所示，所述多源數據融 合處理設備包括:ADS-B監視數據接口、低空監視雷達數據接口、光電跟蹤設備數據接口、 目標融合航跡輸出接口、高性能數據處理服務器、總線和通信模塊，其中，ADS-B監視數據接 口、低空監視雷達數據接口和光電跟蹤設備數據接口將獲取的數據傳送給高性能數據處理 服務器，數據處理服務器對數據進行融合處理后傳送給目標融合航跡輸出接口。高性能數 據處理服務器包括預處理模塊、航跡關聯模塊、引導跟蹤模塊、航跡管理模塊和總控及接口 模塊，其中，預處理模塊用于對ADS-B設備、低空監視雷達和光電跟蹤設備輸出的數據進行 時空校準；航跡關聯模塊用于對ADS-B設備和低空監視雷達輸出的目標航跡數據進行關聯 以區分目標為協作目標或是非協作目標；引導跟蹤模塊用于利用非協作目標航跡數據對光 電跟蹤設備進行引導；總控及接口模塊用于將協作目標航跡和非協作目標航跡經總線及通 信模塊發送給融合顯示終端和上級系統。
[0036] 圖3是本發明的多源監視方法的流程圖。如圖3所示，本發明的通用航空多源監 視方法包括：
[0037] S01 :獲取ADS-B監視設備的目標實時監視數據并對其進行時空校準，即預處理， 得到時空校準值xA，用校準值x A與協作目標航跡庫中的任一航跡進行關聯，如果與某一協 作目標航跡關聯成功，則用時空校準值χΑ更新協作目標航跡，而后更新協作目標航跡庫，否 貝1J，建立新的協作目標航跡，而后更新協作目標航跡庫；同時，對低空監視雷達獲取的數據 進行時空校準獲得到時空校準值χ κ，將時空校準值χκ與協作目標航跡庫任一協作目標航跡 進行關聯，如果與某一協作目標航跡關聯成功，則用時空校準值更新協作目標航跡，而后更 新協作目標航跡庫，再轉入S04,否則，轉入S02,進行非協作目標信息處理；
[0038] S02 :將時空校準值Χκ與非協作目標航跡庫任一非協作目標航跡進行關聯，如果與 某一非協作目標航跡關聯成功，則用時空校準值Χ κ更新非協作目標航跡，而后更新非協作 目標航跡庫，否則，建立新的非協作目標臨時航跡，而后更新非協作目標航跡庫；
[0039] S03:根據指令或者系統自動將非協作目標航跡庫中的指定航跡數據發送到光電 跟蹤設備；光電跟蹤設備根據該數據對目標進行搜索捕獲，如果搜索到，向多源數據融合處 理設備發送光觀測信息和跟蹤視頻；多源數據融合處理設備將接收的光電跟蹤設備返回來 的目標觀測信息和跟蹤視頻與非協作目標航跡信息進行異類信息融合；若沒有搜索到，多 源數據融合處理設備以固定的時間間隔外推目標的預測位置，再次給光電跟蹤設備發送該 目標的引導數據；光電跟蹤設備根據該數據繼續對目標進行搜索捕獲。
[0040] S04 :將協作和非協作目標航跡庫中的所有目標融合處理結果進行多源融合航跡 顯示并發送給上級系統。
[0041] 圖4是本發明提供ADS-B觀測數據與協作目標航跡庫中的航跡關聯的流程圖，如 圖4所示，ADS-B觀測數據與協作目標航跡庫中的航跡關聯包括：
[0042] S01 :將ADS-B獲取的數據進行時空校準，即預處理，得到時空校準值XA ;
[0043] S02:將時空校準值XA與協作目標航跡庫中的任一航跡進行關聯，如果與某一協作 目標航跡關聯成功，則用時空校準值X A更新與之關聯上的協作目標航跡，而后進行S03,否 貝1J，建立新的協作目標航跡，而后進行S04 ;
[0044] S03 :對更新后的協作目標航跡進行濾波；
[0045] S04 :更新協作目標航跡庫。
[0046] 由于每個ADS-B設備獲取的目標數據都帶有唯一的目的地址標識，所以 可以根據目標地址與協作目標航跡直接關聯。協作目標航跡庫中的任一航跡表示 為
【權利要求】
1. 一種通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法，包括以下步驟： 501 :對雷達獲取的數據進行時空校準獲得到時空校準值χκ; 502 :將時空校準值Χκ與非協作目標航跡庫任一非協作目標航跡的當前狀態估計值進 行關聯，如果與某一非協作目標航跡關聯成功，則用時空校準值Χ κ更新非協作目標航跡的 當前狀態估計值，獲得更新后的非協作目標航跡，而后進行S04,否則,建立新的非協作目標 臨時航跡，而后進行S03 ; 503 :判斷新的非協作目標臨時航跡是否轉為系統航跡，如果是，則進行S05,否則進行 S06 ； 504 :對更新后的非協作目標航跡進行濾波； S05:更新非協作目標航跡庫； S06 :利用非協作目標航跡庫中的航跡數據引導光電跟蹤設備。
2. 如權利要求1所述的通航監視中對光電跟蹤設備的引導方法，其特征在于，所述的 利用非協作目標航跡庫中的航跡數據引導光電跟蹤設備具體包括以下步驟： S02-1 :將非協作目標航跡庫中的指定航跡數據發送到光電跟蹤設備； S02-2 :光電跟蹤設備根據該指定航跡數據對目標進行搜索捕獲，如果搜索到，轉到步 驟S02-4,并向多源數據融合處理設備發送目標觀測信息和跟蹤視頻；若沒有搜索到，轉步 驟 S02-3 ; S02-3 :多源數據融合處理設備以固定的時間間隔外推目標的預測位置，再次給光電跟 蹤設備發送該目標的航跡數據返回到S02-2 ; S02-4 :多源數據融合處理設備接收光電跟蹤設備返回來的目標觀測信息和跟蹤視 頻； S02-5 :多源數據融合處理設備將該目標觀測信息和跟蹤視頻與非協作目標航跡數據 進行異類信息融合。
【文檔編號】G01S7/41GK104297739SQ201410554599
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】楊世海, 趙國旗, 李世龍, 許海鴻, 劉曉明, 方麗, 張瑞雪 申請人:西安天和防務技術股份有限公司
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