更全的杂志信息网

海面目标的动态协方差加权航迹融合算法

更新时间:2009-03-28

1 雷达测量航迹时空配准

融合中心接收到各雷达发送的目标测量航迹数据后,由于各雷达天线转速、中心位置等不同,需要对航迹进行时空同步,空间配准。[1]

真空蒸发浓缩结晶法生产粗硫酸镍在金隆公司应用已5年有余,产品硫酸镍的提取不仅为公司发展带来经济效益,而且有利于平衡电解液中镍的含量,减少镍离子及附带的砷、锑、铋等杂质的危害,为稳定电解生产创造了条件。

组网雷达包含M部雷达,对同一目标测量,得到M条目标测量航迹Xk,其中,k=1,2,…,M。雷达天线转速不同会导致各目标测量航迹的点数不同。M条目标测量航迹的点数为Nkk=1,2,…,M。为了便于航迹融合处理,需要统一目标测量航迹点数。本文采用最小二乘法对M条目标测量航迹进行时间配准。[2]

最小二乘法是通过计算各目标测量航迹对应的时间点与拟合曲线对应点之间的误差选取误差最小的时间点为对准后的时间。[3]

对于量测数据(ti,Xi)(k=1,2,…,N)作曲线拟合时,假设观测目标近似作匀速运动,取下列表达式作为其拟合曲线:

X(t)=a·t+b

(1)

如图1所示,坐标轴从初始位置OXOYOZ平移到目标位置OX′、OY′与OZ′,平移过后OX′、OY′与OZ′依然分别平行于OXOYOZ。将这种方法称为坐标系的平移变换。[5]

X(ti)-Xi=a·ti+b-Xi, i=1,2,…,N

(2)

偏差的平方和为

 

(3)

根据最小二乘原理,应取ab使F(a,b)有极小值。根据极值存在的充分条件可知,应当满足如下的条件[4]

 

(4)

 

(5)

解上述方程组,便可获得ab的取值。

M条目标测量航迹作同样处理,统一目标测量航迹的点数为N

我国会计信息化系统的发展还处在发展阶段,但政府不能一次为理由将其立法工作滞后,政府和各级单位应该认识到问题的严重性,积极将发展和完善会计信息系统落实到业务日程上,各单位积极配合政府,与大数据时代下我国会计信息化现状相结合,将相关标准尽早确立起来,并主要从监督、管控、以及惩治等方面,促进会计信息化系统的建设和完善。

由于各雷达的目标测量航迹都以观测雷达为中心极坐标表示,因此需要将不同坐标系内的目标测量航迹转换到同一坐标系内。对于M条目标测量航迹,已知M个雷达的真实位置,选择其中某一雷达作为中心雷达,计算其他雷达对该中心雷达的坐标变换公式,然后将其他坐标系内的所有数据变化到中心雷达坐标系内,从而可以方便地对组网雷达系统的全部航迹数据进行处理。对于测量海面目标的组网雷达系统,一般只需要进行平移变换即可达到目的。

假设t时刻的观测数据为(ti,Xi)(k=1,2,…,N),则每一时刻的观测值与拟合曲线之间的误差应为

假设新坐标系原点O′在初始坐标系内的坐标为(a,b,c),P在初始坐标系及新坐标系内的坐标分别为(x,y,z)和(x′,y′,z′),于是根据图1的空间关系可以得到如下坐标变换关系:

  

图1 坐标平移变换

 

(6)

运用SPM8与REST软件对各个分组的ReHo统计图进行随机效应分析,包括单样本t检验与两独立样本t检验(以年龄、教育程度、头动、性别为协变量),FDR校正后取P<0.05为差异有统计学意义。

 

(7)

通过以上平移变换,可以将M条目标测量航迹数据统一为同一中心的坐标系数据。

2 动态协方差加权航迹融合算法

经过时间统一后各雷达的目标测量航迹点数均为Nti时刻目标测量航迹为

X(k,i)=[Rk(i);θk(i)]

其中,Rk(i)为第k部雷达经过空间统一后在ti时刻目标测量航迹的距离,θk(i)为第k部雷达经过空间统一后在ti时刻目标测量航迹的方位角,k=1,2,…,Mi=1,2,…,N

由于目标的真实位置未知,因此根据式(8)计算各雷达航迹数据的位置平均值将其作为目标真实位置的估计值。[6]

 

(8)

根据式(9),计算各雷达航迹数据与真实位置估计值的偏差:

究竟什么原因造成“放炮”呢?能不能降服甚至消灭“炮老虎”,打破外国专家“放炮难免”的断言呢?高压聚乙烯车间干部员工绞尽了脑汁,董松江也在暗中较劲。

 

(9)

k=1,2,…,M

k=1,2

(10)

以雷达1为坐标中心对雷达2坐标系下数据空间配准后的目标测量航迹分别如图3(a)、(b)所示。雷达1、2的时间信息如图4所示。

 

根据式(10),计算各雷达偏差的均值:

(11)

加权矩阵为

 

其中,αM×N为距离加权矩阵,βM×N为方位加权矩阵,如式(12)。

《意见》提出了建立健全实施乡村振兴战略多元投入保障制度、构建完善财政支持实施乡村振兴战略政策体系、着力提升财政资金管理水平和政策成效、切实加强组织保障等4个方面内容。

 

(12)

其中ti时刻第k部雷达的距离加权矩阵为[8]

 

(13)

雷达mj时刻的状态估计值为

 

(14)

用加权平均法进行航迹融合RF=Q·X

由于组网雷达各雷达之间的距离与雷达和目标间距离相比很小,并且同时测量同一个目标,因此存在共同的先验估计或过程噪声,各传感器局部估计误差是相关的,应当使用协方差对以上加权矩阵Q进行优化。

假定M部雷达中的两部雷达A和B对同一观测目标初始的状态估计和协方差阵分别为目标运动方程可表示为

xj+1=φjxjjwj

其中,过程噪声wj为均值为零的白噪声序列,协方差阵为Qj。此时,两雷达的测量方程可表示为[9]

 

(15)

其中,测量噪声vj为均值为零的白噪声序列,协方差

阵为

方位加权矩阵为

 

(16)

其中,为Kalman滤波器的增益矩阵,则状态估计误差如式(17)所示[10]

=

如图1所示,设长为L、宽和高分别为b和hⅠ、在x=x0处的深度和初始张开角分别为d0和θ0的横向裂纹简支黏弹性梁在载荷Q(x,t)的作用下发生弯曲.记梁拉伸松弛模量为Y(t),横截面面积和形心主惯轴惯性矩分别为AⅠ和IⅠ,且形心到梁底部的距离为rⅠ.为提高梁的刚度和承载力,在其下表面粘贴FRP布进行加固,FRP布的弹性模量为EⅡ,宽和厚分别为b和hⅡ(hⅡ≪hⅠ),横截面面积为AⅡ.假定FRP布加固裂纹黏弹性梁的变形满足:

 

(17)

则两传感器局部估计误差之间的互协方差阵可由式(18)表示[11]

=

=

 

(18)

其中,ΔP为任意两部雷达的目标测量航迹相关增益部分,如式(20):

从表3可以看出,扣除投入的复合肥后产值处理B最高,为38 951元/hm2,处理E产值排名第二,为37 341元/hm2,处理C产值排名第三,为37 000元/hm2,处理A产值排名第四,为36 741元/hm2,处理D产值最低,为36 280元/hm2。从节本增效的目的出发,应选择处理B所用的偷着乐复合肥。

 

(19)

此时,距离融合方程可以表示为式(19):

ΔPAB=(PA-PAB)(PA+PB-PAB-PBA)-1ΔR

(20)

其中,ΔRti时刻任意两部雷达的目标测量航迹的当前距离差。

首先,养老服务已经从单纯的民政事务发展到成为影响国家经济社会发展全局的重大性问题。养老服务体系建设是一项总量大、覆盖面宽的社会性系统性工作,涉及许多方面。进入老龄化时代以来,我国的养老服务业逐渐突破民政事务的范畴,与相关部门的互动合作增多,如国土资源、财政规划、住房城建、卫生教育、文化体育、公安消防等诸多部门,联合发文的文件数和部门都越来越多,且多涉及的养老服务,强化政策之间的协调和衔接,形成推进养老服务业发展的政策合力。

误差协方差阵更新矩阵如式(21):

要利用创新驱动发展,只会模仿,不会创新,最终只是停滞不前甚至倒退。在信息化社会,电子商务产业的从业者应当充分利用大数据的优势,能够根据市场需求甚至是每位客户的不同要求,对产品进行不断创新,同时根据技术的进步和社会发展不断创新电子商务的运营模式,从而不断顺应社会和市场的发展。

P=PA-(PA-PAB)(PA+PB-PAB-PBA)-1(PA-PAB)

本系统[1]根据气调库内的果蔬贮藏环境要求,设计了一种以STM32F103rct6为微处理器,通过空气温湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器对气调库内的环境状态参数进行采集,并将数据上传至上位机[2]监测平台,便于工作人员实时查看处理,实现对果蔬气调库的实时监测,维持果蔬最理想的贮藏环境,保质贮存期可达2~4个月。

(21)

3 实测数据验证

实测数据为两部雷达1、2对同一舰船目标同时测量的数据,舰船目标自身携带GPS记录其真实航迹。以雷达1为坐标中心,舰船目标的真实航迹如图2所示。

  

图2 舰船目标真实航迹(以雷达1为坐标中心)

根据式(11)计算各雷达偏差的标准差[7]

  

图3 雷达1、2测量航迹(以雷达1为坐标中心)

  

图4 雷达1、2时间信息

在雷达2的60~1 880点,两部雷达转速几乎相同,采用时间配准,统一两部雷达的时间信息、点数,配准后共计1 800点,18 000 s。

分别使用动态权值分配航迹融合算法与本文优化的航迹融合算法对雷达1、2时空配准后的测量航迹进行航迹融合,得到融合航迹1、2如图5(a)、(b)所示。

  

图5 融合航迹

对比经过融合算法得到的融合航迹1、2与雷达1、2测量航迹的距离、方位精度如表1所示。

 

1 航迹精度对比

  

距离误差方位误差均值(m)均方根误差(m)均值(°)均方根误差(°)雷达1测量航迹458.04495.08-0.080.48雷达2测量航迹298.78336.12-0.890.93融合航迹1174.60250.34-0.320.35融合航迹2109.64189.03-0.080.23

从表1可以看出,采用融合算法会对距离、方位精度均有所改善。通过距离、方位误差均值、均方根误差数据表明采用本文算法改善效果明显优于动态权值分配航迹融合算法。因为本文算法不仅利用各雷达测量航迹误差的均方差,对各雷达精度进行在线估计,进而再计算动态权值,还考虑到了实际观测情况下,误差的相关性,因此提高了融合航迹的精度。

4 结束语

本文在动态权值分配航迹融合算法的基础上,考虑到组网雷达测量海面目标时局部误差的相关性,对原有加权矩阵进行优化。通过对组网雷达测量海面目标的实测数据采用此种算法进行航迹融合,证明了这种方法的准确性和稳定性。

2018年1月24日国务院办公厅印发《关于改革完善全科医生培养与使用激励机制的意见》(下称《意见》),[17]该意见指出,到2020年,城乡每万名居民拥有2~3名合格的全科医生。足见全科医生在未来几年间的重要性。

参考文献:

[1] 何友. 雷达数据处理及应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2006.

[2] 何友,等. 信息融合理论及应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2010.

[3] 唐劲松, 何友,等. 一种改进的精确最近邻PDA(IENNPDA)算法 [J]. 现代雷达, 1996(2): 7-8.

台肇地区自2000年投产以来,一直沿用柱塞泵注水工艺和单泵多井注入流程[1]。受储层物性差、层间和平面非均质性强的影响,进入中高含水阶段以来,部分注水井出现了压力高、吸水差甚至不吸水的状况。为满足个别井的注入需求,注配间增压柱塞泵需要输出较高的压力,大幅度增加了注水系统的能耗。针对存在的问题和潜力,遵循以整个注水系统降压节电,注配间至井口耗能节点全面治理,地面、采油和油藏的整治措施相互综合为技术思路,重点针对高压欠注井和单井压力差异大的注配间应用分压注水、变频调速、管线清洗和改造、酸化洗井、方案优化等技术措施,强化精细管理和精准治理,开展节能降耗工作。

[4] Xin Tian, Bar Shalom. Algorithms for Asynchron-ous Track-to-Track Fusion [J]. Journal of Advances in Information Fusion, 2010(12): 128-137.

[5] 田雪怡, 李一兵,等. 航迹融合算法在多传感器融合中的应用 [J]. 计算机仿真, 2012(1): 53-56.

[6] X Rong Li, Yongxin Gao. Robust Linear Estimat-ion Fusion with Allowable Unknown Cross-Covariance [J]. IEEE Transaction on Systems, 2014(9): 1314-1325.

[7] Gilson W H . Minimum power requirements for tracking[C]. IEEE International Radar Conference, 1990: 417-421.

[8] 黄友澎,等. 一种多雷达航迹加权融合的动态权值分配法 [J]. 计算机应用, 2008(9): 2452-2453.

[9] Celine Beugnon. Adaptive Track Fusion in a Multi-sensor Environment [C]. Paris: The International Conference of Information Fusion, 2000: 24-31.

建设美好亳州,需要在新的背景下提炼升华亳文化精神,为地方经济社会的发展提供不竭的精神动力[4]。译介传播和传承创新亳文化,将亳文化元素融入到地方城乡规划建设、经济建设、生态文明建设、精神文明建设之中,提升亳州经济社会发展的文化品位,打造亳州文化特色鲜明的国家历史文化名城。

[10] Jian X U. Data Fusion for Target Tracking in Wireless Sensor Networks Using Quantized Innovations and Kalman Filtering [J]. Science China, 2012(3): 532-535.

[11] Chong C Y, Chang K C. Architectures and algorithms for track association and fusion [J].IEEE AES Systems Magazine, 2000,15(1):8-13.

 
陈泽铭
《雷达与对抗》 2018年第01期
《雷达与对抗》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号