多模復合制導信息融合理論與技術研究.pdf

1、信息融合技術是多模復合制導武器的關鍵技術之一，它對改善精確制導武器的性能具有至關重要的意義。本文主要針對多模復合制導導引頭技術研究課題中的信息融合技術，論證了信息融合分機的軟、硬件設計和實現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)的總體設計要求，其信息融合部分需要進行決策融合、數(shù)據(jù)關聯(lián)和數(shù)據(jù)融合。文中研究了多模導引頭信息融合所采用的算法，并在研制出的信息融合分機中運用了上述優(yōu)選算法。同時，對信息融合的這幾個關鍵技術進行了深入的理論研究。 在數(shù)據(jù)預處理方面，研

2、究了異常數(shù)據(jù)的識別、修補和時間對準方法。量測數(shù)據(jù)中野值的剔除方法對跟蹤性能有很大影響，針對干擾影響大小的不同，提出了一種對新息在線自適應加權的方法。該方法首先進行野值的判決并剔除，在判決并去掉野值后，對新息乘以一個單調下降的加權函數(shù)，根據(jù)新息的大小自適應在線調整其權值，改變量測值對濾波估計的修正作用，從而達到提高濾波精度的目的。 在決策融合理論方面，主要研究證據(jù)理論，側重于沖突情況下的證據(jù)理論處理，研究了證據(jù)理論存在的問題以及相

3、應的改進算法。改進算法可以充分利用各傳感器信息，并對組合結果進行自適應選擇，自適應選擇的結果與傳感器精度、可靠性以及判決門限值有關。此算法可以解決沖突情況下的目標決策問題。 在數(shù)據(jù)關聯(lián)方面，研究了最近鄰法(NN)、概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法(PDA)和聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關聯(lián)(JPDA)算法。在雜波環(huán)境中，概率數(shù)據(jù)關聯(lián)和聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法是目前十分有用的跟蹤算法，但是一旦出現(xiàn)某種干擾或是故障，通過概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法得到的濾波值就會偏離真實值很多，

4、造成濾波發(fā)散，嚴重影響性能。針對這一不足，基于概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法中的組合新息，提出了修正概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法，并進行了對比仿真，仿真結果驗證了修正算法的有效性。 在融合算法方面，研究了狀態(tài)向量融合、量測向量融合、離散卡爾曼濾波遞推方程和數(shù)據(jù)融合算法。根據(jù)理論和實驗結果，提出了一種新的狀態(tài)融合模型，即修正的測量航跡一航跡融合模型(MMTF)，作為三模導引頭數(shù)據(jù)融合的數(shù)學模型，并為模型提供了理論依據(jù)?；诳柭鼮V波預測、修正的思想，對雷達

5、、紅外傳感器數(shù)據(jù)融合問題進行了研究，提出了雷達、紅外傳感器數(shù)據(jù)融合的新方法，仿真和實驗結果表明，它可使主動雷達、紅外傳感器達到較好的數(shù)據(jù)融合效果。 在系統(tǒng)實現(xiàn)方面，根據(jù)系統(tǒng)的指標要求，給出了基于高速DSP處理器TMS320C6201和FPGA的整體硬件設計、系統(tǒng)工作過程和軟件流程，通過RS—422串口和主機口(HPI口)實現(xiàn)融合分機與被動雷達、主動雷達、紅外傳感器和彈上計算機的通信，完成了整個設計流程的調試。通過高山對海試驗的檢