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一種通航監(jiān)視中對光電跟蹤設備的引導方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通航監(jiān)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(shù)據與非協(xié)作目標航跡庫任一非協(xié)作目標航跡的當前狀態(tài)估計值進行關聯(lián)，如果與某一非協(xié)作目標航跡關聯(lián)成功，則更新非協(xié)作目標航跡的當前狀態(tài)估計值，獲得更新后的非協(xié)作目標航跡，而后更新非協(xié)作目標航跡庫，否則，建立新的非協(xié)作目標臨時航跡，并判斷新的非協(xié)作目標臨時航跡是否轉為系統(tǒng)航跡，如果是，則更新非協(xié)作目標航跡庫，否則，利用非協(xié)作目標航跡庫中的航跡數(shù)據引導光電跟蹤設備。所述方法能夠對通航目標(包括協(xié)作目標和非協(xié)作目標)進行獨立、可靠、精確、可識別監(jiān)視。
【專利說明】一種通航監(jiān)視中對光電跟蹤設備的引導方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于導航【技術領域】，涉及一種通航監(jiān)視中對光電跟蹤設備的引導方法。

【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的通航監(jiān)視技術主要包括：空管一次監(jiān)視雷達監(jiān)視、空管二次監(jiān)視雷達監(jiān)視、 廣播式自動相關監(jiān)視（ADS-B)、契約式自動相關監(jiān)視和多點定位監(jiān)視，其中，空管一次監(jiān)視 雷達監(jiān)視屬于獨立非協(xié)同式監(jiān)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(xiàn)監(jiān)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?？展芏?監(jiān)視雷達監(jiān)視屬于獨立協(xié)同式監(jiān)視，其應用航空器應答機發(fā)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(jiān)視雷達更多的監(jiān)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(jiān) 視（ADS-B)屬于非獨立協(xié)同式監(jiān)視，可提供比空管二次監(jiān)視雷達更多的目標信息，可實現(xiàn) 空-地監(jiān)視、空-空監(jiān)視和地-地監(jiān)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(wèi)星系統(tǒng)對目標進行定位，所以 廣播式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)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(tǒng)）無法辨別。在全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)失效情況下，廣播式自動相關監(jiān) 視系統(tǒng)不能正常工作。


【發(fā)明內容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種通航監(jiān)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(xié)作目標和非協(xié)作目標，均進行獨立、可靠、精確 以及可識別監(jiān)視。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術解決方案：
[0005] -種通航監(jiān)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(shù)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(xié)作目標航跡庫任一非協(xié)作目標航跡的當前狀態(tài)估計 值進行關聯(lián)，如果與某一非協(xié)作目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值Χ κ更新非協(xié)作目標航 跡的當前狀態(tài)估計值，獲得更新后的非協(xié)作目標航跡，而后進行S04,否則，建立新的非協(xié)作 目標臨時航跡，而后進行S03 ;
[0008] S03:判斷新的非協(xié)作目標臨時航跡是否轉為系統(tǒng)航跡，如果是，則進行S05,否則 進行S06 ;
[0009] S04 :對更新后的非協(xié)作目標航跡進行濾波；
[0010] S05 :更新非協(xié)作目標航跡庫；
[0011] S06 :利用非協(xié)作目標航跡庫中的航跡數(shù)據引導光電跟蹤設備。
[0012] 進一步的，所述的利用非協(xié)作目標航跡庫中的航跡數(shù)據引導光電跟蹤設備具體包 括以下步驟：
[0013] S02-1 :將非協(xié)作目標航跡庫中的指定航跡數(shù)據發(fā)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(shù)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(shù)據融合處理設備發(fā)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(shù)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(fā)送該目標的航跡數(shù)據返回到S02-2 ;
[0016] S02-4 :多源數(shù)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(shù)據融合處理設備將該目標觀測信息和跟蹤視頻與非協(xié)作目標航跡 數(shù)據進行異類信息融合。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下技術效果：
[0019] 1、本發(fā)明的通航監(jiān)視中對光電跟蹤設備的引導方法能夠對通航目標，包括協(xié)作目 標和非協(xié)作目標，均進行獨立、可靠、精確、可識別監(jiān)視。
[0020] 2、本發(fā)明的通航監(jiān)視系統(tǒng)既可以組網接入國家民航或軍航的空管系統(tǒng)，完成通航 飛行的監(jiān)視任務；也可在災害環(huán)境下，組成空管應急系統(tǒng)完成對通用航空救援的應急指揮； 戰(zhàn)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(zhàn)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(fā)明的通航多源監(jiān)視系統(tǒng)原理組成框圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明的多源數(shù)據融合處理設備組成框圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明的通航多源監(jiān)視方法的流程圖；
[0024] 圖4是本發(fā)明的ADS-B觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡關聯(lián)的流程圖；
[0025] 圖5是本發(fā)明的雷達觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡關聯(lián)的流程圖；
[0026] 圖6是本發(fā)明的二維雷達觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡關聯(lián)的流程圖；
[0027] 圖7是本發(fā)明的三維雷達觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡關聯(lián)的流程圖；
[0028] 圖8是本發(fā)明的關聯(lián)度分析的流程圖；
[0029] 圖9是本發(fā)明的協(xié)作目標航跡數(shù)據可信度判斷流程圖；
[0030] 圖10是本發(fā)明的非協(xié)作目標數(shù)據融合流程圖；
[0031] 圖11是本發(fā)明的非協(xié)作目標航跡引導光跟蹤設備的流程圖；
[0032] 圖12是本發(fā)明的非協(xié)作目標航跡與光電跟蹤設備獲取的數(shù)據融合流程圖。

【具體實施方式】
[0033] 以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)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(fā)明的保護范圍。
[0034] 圖1是本發(fā)明的通航多源監(jiān)視系統(tǒng)原理組成框圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的通航 多源監(jiān)視系統(tǒng)包括ADS-B設備、低空監(jiān)視雷達、光電跟蹤設備、多源數(shù)據融合處理設備、定 位授時設備、顯控/監(jiān)控終端，以及其它支持設備如供電設備、記錄回放（含數(shù)據/視頻）設 備和對外通信設備，各種設備經交換機實現(xiàn)網絡數(shù)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(shù)據；低空監(jiān)視雷達用于獲取帶有批號的目標航跡數(shù)據；光電跟蹤設 備用于獲取指定目標的觀測數(shù)據和跟蹤視頻信息；定位授時設備用于給ADS-B設備、低空 監(jiān)視雷達和光電跟蹤設備提供本地授時和定位信息；多源數(shù)據融合處理設備用于對ADS-B 設備獲取的數(shù)據、低空監(jiān)視雷達獲取的數(shù)據和光電跟蹤設備獲取的數(shù)據進行數(shù)據關聯(lián)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(shù)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(fā)明的多源數(shù)據融合處理設備組成框圖。如圖2所示，所述多源數(shù)據融 合處理設備包括:ADS-B監(jiān)視數(shù)據接口、低空監(jiān)視雷達數(shù)據接口、光電跟蹤設備數(shù)據接口、 目標融合航跡輸出接口、高性能數(shù)據處理服務器、總線和通信模塊，其中，ADS-B監(jiān)視數(shù)據接 口、低空監(jiān)視雷達數(shù)據接口和光電跟蹤設備數(shù)據接口將獲取的數(shù)據傳送給高性能數(shù)據處理 服務器，數(shù)據處理服務器對數(shù)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(shù) 據處理服務器包括預處理模塊、航跡關聯(lián)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(jiān)視雷達和光電跟蹤設備輸出的數(shù)據進行 時空校準；航跡關聯(lián)模塊用于對ADS-B設備和低空監(jiān)視雷達輸出的目標航跡數(shù)據進行關聯(lián) 以區(qū)分目標為協(xié)作目標或是非協(xié)作目標；引導跟蹤模塊用于利用非協(xié)作目標航跡數(shù)據對光 電跟蹤設備進行引導；總控及接口模塊用于將協(xié)作目標航跡和非協(xié)作目標航跡經總線及通 信模塊發(fā)送給融合顯示終端和上級系統(tǒng)。
[0036] 圖3是本發(fā)明的多源監(jiān)視方法的流程圖。如圖3所示，本發(fā)明的通用航空多源監(jiān) 視方法包括：
[0037] S01 :獲取ADS-B監(jiān)視設備的目標實時監(jiān)視數(shù)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(xié)作目標航跡庫中的任一航跡進行關聯(lián)，如果與某一協(xié) 作目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值χΑ更新協(xié)作目標航跡，而后更新協(xié)作目標航跡庫，否 貝1J，建立新的協(xié)作目標航跡，而后更新協(xié)作目標航跡庫；同時，對低空監(jiān)視雷達獲取的數(shù)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(xié)作目標航跡庫任一協(xié)作目標航跡 進行關聯(lián)，如果與某一協(xié)作目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值更新協(xié)作目標航跡，而后更 新協(xié)作目標航跡庫，再轉入S04,否則，轉入S02,進行非協(xié)作目標信息處理；
[0038] S02 :將時空校準值Χκ與非協(xié)作目標航跡庫任一非協(xié)作目標航跡進行關聯(lián)，如果與 某一非協(xié)作目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值Χ κ更新非協(xié)作目標航跡，而后更新非協(xié)作 目標航跡庫，否則，建立新的非協(xié)作目標臨時航跡，而后更新非協(xié)作目標航跡庫；
[0039] S03:根據指令或者系統(tǒng)自動將非協(xié)作目標航跡庫中的指定航跡數(shù)據發(fā)送到光電 跟蹤設備；光電跟蹤設備根據該數(shù)據對目標進行搜索捕獲，如果搜索到，向多源數(shù)據融合處 理設備發(fā)送光觀測信息和跟蹤視頻；多源數(shù)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(xié)作目標航跡信息進行異類信息融合；若沒有搜索到，多 源數(shù)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(fā)送該 目標的引導數(shù)據；光電跟蹤設備根據該數(shù)據繼續(xù)對目標進行搜索捕獲。
[0040] S04 :將協(xié)作和非協(xié)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(fā)送給上級系統(tǒng)。
[0041] 圖4是本發(fā)明提供ADS-B觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡庫中的航跡關聯(lián)的流程圖，如 圖4所示，ADS-B觀測數(shù)據與協(xié)作目標航跡庫中的航跡關聯(lián)包括：
[0042] S01 :將ADS-B獲取的數(shù)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(xié)作目標航跡庫中的任一航跡進行關聯(lián)，如果與某一協(xié)作 目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值X A更新與之關聯(lián)上的協(xié)作目標航跡，而后進行S03,否 貝1J，建立新的協(xié)作目標航跡，而后進行S04 ;
[0044] S03 :對更新后的協(xié)作目標航跡進行濾波；
[0045] S04 :更新協(xié)作目標航跡庫。
[0046] 由于每個ADS-B設備獲取的目標數(shù)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(xié)作目標航跡直接關聯(lián)。協(xié)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(jiān)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(shù)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(xié)作目標航跡庫任一非協(xié)作目標航跡的當前狀態(tài)估計值進 行關聯(lián)，如果與某一非協(xié)作目標航跡關聯(lián)成功，則用時空校準值Χ κ更新非協(xié)作目標航跡的 當前狀態(tài)估計值，獲得更新后的非協(xié)作目標航跡，而后進行S04,否則,建立新的非協(xié)作目標 臨時航跡，而后進行S03 ; 503 :判斷新的非協(xié)作目標臨時航跡是否轉為系統(tǒng)航跡，如果是，則進行S05,否則進行 S06 ； 504 :對更新后的非協(xié)作目標航跡進行濾波； S05:更新非協(xié)作目標航跡庫； S06 :利用非協(xié)作目標航跡庫中的航跡數(shù)據引導光電跟蹤設備。
2. 如權利要求1所述的通航監(jiān)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(xié)作目標航跡庫中的航跡數(shù)據引導光電跟蹤設備具體包括以下步驟： S02-1 :將非協(xié)作目標航跡庫中的指定航跡數(shù)據發(fā)送到光電跟蹤設備； S02-2 :光電跟蹤設備根據該指定航跡數(shù)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(shù)據融合處理設備發(fā)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(shù)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(fā)送該目標的航跡數(shù)據返回到S02-2 ; S02-4 :多源數(shù)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(shù)據融合處理設備將該目標觀測信息和跟蹤視頻與非協(xié)作目標航跡數(shù)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(yōu)先權日:2014年10月17日
【發(fā)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