一种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法
【专利摘要】本发明提供一种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法，属于导航【技术领域】。所述方法包括：利用雷达获取的数据与非协作目标航迹库任一非协作目标航迹的当前状态估计值进行关联，如果与某一非协作目标航迹关联成功，则更新非协作目标航迹的当前状态估计值，获得更新后的非协作目标航迹，而后更新非协作目标航迹库，否则，建立新的非协作目标临时航迹，并判断新的非协作目标临时航迹是否转为系统航迹，如果是，则更新非协作目标航迹库，否则，利用非协作目标航迹库中的航迹数据引导光电跟踪设备。所述方法能够对通航目标(包括协作目标和非协作目标)进行独立、可靠、精确、可识别监视。
【专利说明】一种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于导航【技术领域】，涉及一种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法。

【背景技术】
[0002] 现有的通航监视技术主要包括：空管一次监视雷达监视、空管二次监视雷达监视、 广播式自动相关监视（ADS-B)、契约式自动相关监视和多点定位监视，其中，空管一次监视 雷达监视属于独立非协同式监视，对机载设备没有任何要求，可对不具备机载应答机功能 的航空器实现监视，各地面站可独立运行；但其缺点是仅能探测目标距离和方位信息，无 航空器识别能力，覆盖范围小，建设和运行维护成本高，地面站建设受地形限制。空管二次 监视雷达监视属于独立协同式监视，其应用航空器应答机发射的应答信号，不需要额外的 机载设备，覆盖范围广，可提供比空管一次监视雷达更多的监视目标信息，各地面站可独立 运行，但其建设和运行维护成本高，更新率低，地面站建设受地形限制。广播式自动相关监 视（ADS-B)属于非独立协同式监视，可提供比空管二次监视雷达更多的目标信息，可实现 空-地监视、空-空监视和地-地监视，定位精度高，更新率快，建设维护成本低，地面站建 设简便灵活，各地面站可独立运行。但由于其依赖全球导航卫星系统对目标进行定位，所以 广播式自动相关监视系统本身不具备对目标位置的验证功能。如果航空器给出的位置信息 有误，地面站设备（系统）无法辨别。在全球导航卫星系统失效情况下，广播式自动相关监 视系统不能正常工作。


【发明内容】

[0003] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通航监视中对光电跟踪 设备的引导方法，其能够对通航目标，包括协作目标和非协作目标，均进行独立、可靠、精确 以及可识别监视。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术解决方案：
[0005] -种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法，包括以下步骤：
[0006] S01 :对雷达获取的数据进行时空校准获得到时空校准值Χκ ;
[0007] S02 :将时空校准值Χκ与非协作目标航迹库任一非协作目标航迹的当前状态估计 值进行关联，如果与某一非协作目标航迹关联成功，则用时空校准值Χ κ更新非协作目标航 迹的当前状态估计值，获得更新后的非协作目标航迹，而后进行S04,否则，建立新的非协作 目标临时航迹，而后进行S03 ;
[0008] S03:判断新的非协作目标临时航迹是否转为系统航迹，如果是，则进行S05,否则 进行S06 ;
[0009] S04 :对更新后的非协作目标航迹进行滤波；
[0010] S05 :更新非协作目标航迹库；
[0011] S06 :利用非协作目标航迹库中的航迹数据引导光电跟踪设备。
[0012] 进一步的，所述的利用非协作目标航迹库中的航迹数据引导光电跟踪设备具体包 括以下步骤：
[0013] S02-1 :将非协作目标航迹库中的指定航迹数据发送到光电跟踪设备；
[0014] S02-2:光电跟踪设备根据该指定航迹数据对目标进行搜索捕获，如果搜索到，转 到步骤S02-4,并向多源数据融合处理设备发送目标观测信息和跟踪视频；若没有搜索到， 转步骤S02-3 ;
[0015] S02-3:多源数据融合处理设备以固定的时间间隔外推目标的预测位置，再次给光 电跟踪设备发送该目标的航迹数据返回到S02-2 ;
[0016] S02-4 :多源数据融合处理设备接收光电跟踪设备返回来的目标观测信息和跟踪 视频；
[0017] S02-5 :多源数据融合处理设备将该目标观测信息和跟踪视频与非协作目标航迹 数据进行异类信息融合。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
[0019] 1、本发明的通航监视中对光电跟踪设备的引导方法能够对通航目标，包括协作目 标和非协作目标，均进行独立、可靠、精确、可识别监视。
[0020] 2、本发明的通航监视系统既可以组网接入国家民航或军航的空管系统，完成通航 飞行的监视任务；也可在灾害环境下，组成空管应急系统完成对通用航空救援的应急指挥； 战时还可满足军方对低空早期预警、领空安全、国土防御、要地防御等要求，落实中央低空 开放"军民结合、平战结合、空管与空防结合"的要求。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1是本发明的通航多源监视系统原理组成框图；
[0022] 图2是本发明的多源数据融合处理设备组成框图；
[0023] 图3是本发明的通航多源监视方法的流程图；
[0024] 图4是本发明的ADS-B观测数据与协作目标航迹关联的流程图；
[0025] 图5是本发明的雷达观测数据与协作目标航迹关联的流程图；
[0026] 图6是本发明的二维雷达观测数据与协作目标航迹关联的流程图；
[0027] 图7是本发明的三维雷达观测数据与协作目标航迹关联的流程图；
[0028] 图8是本发明的关联度分析的流程图；
[0029] 图9是本发明的协作目标航迹数据可信度判断流程图；
[0030] 图10是本发明的非协作目标数据融合流程图；
[0031] 图11是本发明的非协作目标航迹引导光跟踪设备的流程图；
[0032] 图12是本发明的非协作目标航迹与光电跟踪设备获取的数据融合流程图。

【具体实施方式】
[0033] 以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施 例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0034] 图1是本发明的通航多源监视系统原理组成框图，如图1所示，本发明提供的通航 多源监视系统包括ADS-B设备、低空监视雷达、光电跟踪设备、多源数据融合处理设备、定 位授时设备、显控/监控终端，以及其它支持设备如供电设备、记录回放（含数据/视频）设 备和对外通信设备，各种设备经交换机实现网络数据互通。其中，ADS-B设备用于获取带有 目标地址标识的航迹数据；低空监视雷达用于获取带有批号的目标航迹数据；光电跟踪设 备用于获取指定目标的观测数据和跟踪视频信息；定位授时设备用于给ADS-B设备、低空 监视雷达和光电跟踪设备提供本地授时和定位信息；多源数据融合处理设备用于对ADS-B 设备获取的数据、低空监视雷达获取的数据和光电跟踪设备获取的数据进行数据关联和融 合处理；显控终端用于显示指定目标的光电跟踪视频信息；记录回放设备用于回放数据和 视频；对外通信设备用于与外界进行通信。
[0035] 图2是本发明的多源数据融合处理设备组成框图。如图2所示，所述多源数据融 合处理设备包括:ADS-B监视数据接口、低空监视雷达数据接口、光电跟踪设备数据接口、 目标融合航迹输出接口、高性能数据处理服务器、总线和通信模块，其中，ADS-B监视数据接 口、低空监视雷达数据接口和光电跟踪设备数据接口将获取的数据传送给高性能数据处理 服务器，数据处理服务器对数据进行融合处理后传送给目标融合航迹输出接口。高性能数 据处理服务器包括预处理模块、航迹关联模块、引导跟踪模块、航迹管理模块和总控及接口 模块，其中，预处理模块用于对ADS-B设备、低空监视雷达和光电跟踪设备输出的数据进行 时空校准；航迹关联模块用于对ADS-B设备和低空监视雷达输出的目标航迹数据进行关联 以区分目标为协作目标或是非协作目标；引导跟踪模块用于利用非协作目标航迹数据对光 电跟踪设备进行引导；总控及接口模块用于将协作目标航迹和非协作目标航迹经总线及通 信模块发送给融合显示终端和上级系统。
[0036] 图3是本发明的多源监视方法的流程图。如图3所示，本发明的通用航空多源监 视方法包括：
[0037] S01 :获取ADS-B监视设备的目标实时监视数据并对其进行时空校准，即预处理， 得到时空校准值xA，用校准值x A与协作目标航迹库中的任一航迹进行关联，如果与某一协 作目标航迹关联成功，则用时空校准值χΑ更新协作目标航迹，而后更新协作目标航迹库，否 贝1J，建立新的协作目标航迹，而后更新协作目标航迹库；同时，对低空监视雷达获取的数据 进行时空校准获得到时空校准值χ κ，将时空校准值χκ与协作目标航迹库任一协作目标航迹 进行关联，如果与某一协作目标航迹关联成功，则用时空校准值更新协作目标航迹，而后更 新协作目标航迹库，再转入S04,否则，转入S02,进行非协作目标信息处理；
[0038] S02 :将时空校准值Χκ与非协作目标航迹库任一非协作目标航迹进行关联，如果与 某一非协作目标航迹关联成功，则用时空校准值Χ κ更新非协作目标航迹，而后更新非协作 目标航迹库，否则，建立新的非协作目标临时航迹，而后更新非协作目标航迹库；
[0039] S03:根据指令或者系统自动将非协作目标航迹库中的指定航迹数据发送到光电 跟踪设备；光电跟踪设备根据该数据对目标进行搜索捕获，如果搜索到，向多源数据融合处 理设备发送光观测信息和跟踪视频；多源数据融合处理设备将接收的光电跟踪设备返回来 的目标观测信息和跟踪视频与非协作目标航迹信息进行异类信息融合；若没有搜索到，多 源数据融合处理设备以固定的时间间隔外推目标的预测位置，再次给光电跟踪设备发送该 目标的引导数据；光电跟踪设备根据该数据继续对目标进行搜索捕获。
[0040] S04 :将协作和非协作目标航迹库中的所有目标融合处理结果进行多源融合航迹 显示并发送给上级系统。
[0041] 图4是本发明提供ADS-B观测数据与协作目标航迹库中的航迹关联的流程图，如 图4所示，ADS-B观测数据与协作目标航迹库中的航迹关联包括：
[0042] S01 :将ADS-B获取的数据进行时空校准，即预处理，得到时空校准值XA ;
[0043] S02:将时空校准值XA与协作目标航迹库中的任一航迹进行关联，如果与某一协作 目标航迹关联成功，则用时空校准值X A更新与之关联上的协作目标航迹，而后进行S03,否 贝1J，建立新的协作目标航迹，而后进行S04 ;
[0044] S03 :对更新后的协作目标航迹进行滤波；
[0045] S04 :更新协作目标航迹库。
[0046] 由于每个ADS-B设备获取的目标数据都带有唯一的目的地址标识，所以 可以根据目标地址与协作目标航迹直接关联。协作目标航迹库中的任一航迹表示 为

【权利要求】
1. 一种通航监视中对光电跟踪设备的引导方法，包括以下步骤： 501 :对雷达获取的数据进行时空校准获得到时空校准值χκ; 502 :将时空校准值Χκ与非协作目标航迹库任一非协作目标航迹的当前状态估计值进 行关联，如果与某一非协作目标航迹关联成功，则用时空校准值Χ κ更新非协作目标航迹的 当前状态估计值，获得更新后的非协作目标航迹，而后进行S04,否则,建立新的非协作目标 临时航迹，而后进行S03 ; 503 :判断新的非协作目标临时航迹是否转为系统航迹，如果是，则进行S05,否则进行 S06 ； 504 :对更新后的非协作目标航迹进行滤波； S05:更新非协作目标航迹库； S06 :利用非协作目标航迹库中的航迹数据引导光电跟踪设备。
2. 如权利要求1所述的通航监视中对光电跟踪设备的引导方法，其特征在于，所述的 利用非协作目标航迹库中的航迹数据引导光电跟踪设备具体包括以下步骤： S02-1 :将非协作目标航迹库中的指定航迹数据发送到光电跟踪设备； S02-2 :光电跟踪设备根据该指定航迹数据对目标进行搜索捕获，如果搜索到，转到步 骤S02-4,并向多源数据融合处理设备发送目标观测信息和跟踪视频；若没有搜索到，转步 骤 S02-3 ; S02-3 :多源数据融合处理设备以固定的时间间隔外推目标的预测位置，再次给光电跟 踪设备发送该目标的航迹数据返回到S02-2 ; S02-4 :多源数据融合处理设备接收光电跟踪设备返回来的目标观测信息和跟踪视 频； S02-5 :多源数据融合处理设备将该目标观测信息和跟踪视频与非协作目标航迹数据 进行异类信息融合。
【文档编号】G01S7/41GK104297739SQ201410554599
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】杨世海, 赵国旗, 李世龙, 许海鸿, 刘晓明, 方丽, 张瑞雪 申请人:西安天和防务技术股份有限公司