融合处理ssr航管与iff多模式协同航迹的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于协作传感器目标识别领域中的二次监视雷达SSR航管数据处理和敌我 识别器(ΠΨ)协同监视与目标识别的方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术为了持续稳定跟踪和询问到空中客机，改善空中管制环境，提高管制效 率，一般可W通过航管二次雷达数据处理功能模块的合理划分，W及采用滤波跟踪技术实 现对空中客机的实时监视，并与其保持正常通信。每一个航班都有一个和其对应的飞行计 划；民航飞机不应偏离预定航路;我方飞机都是按飞行计划飞行。能够与飞行计划关联的， 可W初步判断为我方;否则判断为不明。在我方空域飞出的飞机可W初步判断为我机，敌方 空域飞出的飞机可W判断为敌机，其他判断为不明。敌方飞机空袭时，一般会关闭二次应答 机，因此有二次代码的可W初步判断为我机，否则判断为不明。敌我识别器(IFF)在民用和 军事上都具有广泛的应用。在民用上，称为航空交通管制雷达信标系统(ATCRBS)或二次监 视雷达(SSR)，它是现代航空交通管制系统中的重要组成部分。在军事上，称为有源敌我识 别器系统（IFF),它是战争中攻击敌人的"鹰眼"及判决器。空中客机敌我识别器IFF是对雷 达或其它传感器探测、发现目标进行敌我属性识别、通过在雷达终端上对相应的目标标注 附加标志，标明"友"、"敌"。自动识别技术一直是个难题，识别结果很难做到100%准确。敌 我识别系统由询问器和应答器两部分配合工作，其工作方式有模式1、模式2、模式A、模式4 和模式5,其中模式5分为模式5-级和二级，从模式1到模式5-级都需要引导信息进行询问 识别，模式5二级是自主广播和接收机制;最简单的敌我识别系统，包括两套询问机、应答机 运四个基本单元组成。需要与雷达进行信息交换，还要与待识别目标交换属性信息，在平台 数量大、种类多的情况下，询问、应答信号复杂交错，容易产生混乱。协同工作体制还给系统 带来诸多不确定性，如协同设备是否开机、工作是否正常、是否被占据等，敌我识别只能识 别我方，不能唯一地确认敌方的不足，提出基于IFF和SSR航管模式协作式敌我识别器综合 敌我识别方法，能较好地提供全局性的，敌方、我方和中立方信息。二次监视雷达(SSR)是目 前普遍使用的飞行动态监视手段.但是，SSR航管具有很多局限性，多径反射、异步干扰和应 答信号脉冲的重叠等，导致传统的二次监视雷达的A、C工作模式下，监视的目标出现虚假和 丢失现象。在使用討莫式工作方式后，可W通过询问锁定监视目标，减少多径反射和异步干 扰的影响，增强目标的监视和识别能力。IFF和SSR航管多模式协同融合，是将IFF的1、2、A、 4、5模式一级和5模式二级下的目标信息和SSR航管的A、C和計莫式下的目标信息，进行目标 属性和位置的关联和估计。点迹关联是在雷达刚开机没有系统，航迹删除是指：目标连续几 个时刻不出现的情航迹情况下进行的，点航关联是在航迹建立后跟踪况下，就认为是目标 消失或者目标跟丢。阶段和存在系统航迹下新目标的加入情况下进行其中航迹更新和外推 使用滤波器来完成的。
[0003] 在现有方法监视和识别系统中，SSR航管和IFF是分别独立的传感器，IFF依靠一次 雷达工作，通常需要Ξ种传感器才能完成对空中的民用和我方目标识别，通过将SSR航管和 IFF-体综合化，带来好处，可W使IFF不依赖一次雷达就可W对我方目标进行识别，得到和 平时期对空中民用和我方目标的监视和识别，由于，SSR航管和IFF的体制和工作原理相同， 其主要区别，在于询问和应答信息格式上不同，SSR航管常用的工作模式为:A、C和S;IFF工 作模式为：1、2、3A、4和5,其中IFF的4和5模式带有加密机制，模式5分为二级:一级是询问模 式，二级是自主广播模式。SSR航管和IF内只别器的工作原理是，通过询问机发送平率为1030 兆赫固定的询问信号，应答机接收到询问信号后，W平率1090兆赫的相应的应答信号回答， 询问机通过信号处理器，解析应答机信号，获得飞机高速、地址码、飞行代号和国别等属性； 针对SSR航管和IFF-体综合系统中，需要将运两种传感器的不同模式信息进行融合，那么， 就需要SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理功能。在防空系统数据融合中，对于航迹关 联通常采取由粗到精、多级关联方法综合使用的原则。首先利用属性分类作为约束条件，初 步判定两个测量是否有可能关联;然后使用最近邻方法结合目标航向、航速、属性信息等多 因素综合加权进行进一步关联，最后对于存在不确定关联关系的多目标和多航迹采用基于 模糊关联的方法进行精关联处理。采用逐步限制决策数目，降低运算量。
[0004] 在SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理中，通过融合可W进一步提高对目标的 探测和分类能力，难点是将SSR航管和IFF不同模式询问到的目标进行关联、身份属性合并 和跟踪，形成带有身份属性稳定的目标航迹，特别对判别SSR航管和IFF多模式下目标之间 的关系和机动目标跟踪是难点，所W在SSR航管与IFF多模式协同航迹融合处理中，对不同 模式目标进行关联、属性合并和稳定跟踪是完成目标监视和识别的关键。现有的监视系统 上SSR航管和IFF是各自独立系统，SSR航管主要用在航管上，IFF主要用在战场识别上，IFF 需要一次雷达配合，对已有SSR航管的航迹录取器，主要处理A、C模式下的目标，对IFF询问 模式主要处理模式4,传统的运几种模式容易受到干扰和反射，即使通过航迹处理，也难W 消除虚假目标。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对SSR航管和IFF-体综合化系统下，提供一种不仅能够支撑生 成清晰可靠的空中监视图，还可提高空中民用和我方目标监视与识别能力，并能提高航迹 起始正确率，减少点迹与航迹关联中捜索和查找次数，解决SSR航管和IFF多模式协同下的 目标监视和识别问题的融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的方法，W减少SSR航管空 中目标较多时的目标监视和识别错误问，扩展敌我识别器IFF能力，使其具备"我"、"民用" 和"敌"目标识别功能。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供的一种融合处理SSR航管与IFF多模式协同航迹的 方法，其特征在于包括如下步骤:在二次监视雷达SSR航管和敌我识别器一体综合化系统 中，首先，W二次监视雷达SSR航管的A模式目标位置为中屯、，根据天线扫描波束宽度和探测 误差水平，设置时间口限和位置口限，将落入口限内的SSR航管C模式目标和A模式目标点迹 合并，对得到的SSR航管的AC合并目标点迹和計莫式的目标点迹，通过目标模式地址码和位 置进行点迹与点迹相关判断，使用带有模式码m/n逻辑判断法，对带有相同模式码或不矛盾 的属性进行关联判断，然后再利用位置判断，对于目标点迹之间，如果连续η次关联有m次关 联成功，进行目标航迹起始;其次，WSSR航管/IFF设备所在位置为中屯、，探测距离为半径， 将360度的空域均分为32个区域，沿着顺时钟方向，从0度角进行区域标号，作为点迹存储逻 辑结构;在敌我识别器IFF工作询问应答模式下，利用接收到的最近邻目标位置，按照目标 点迹角度计算出所属区域号，对相同区域和相邻区域内的SSR航管目标航迹进行关系判定， 将判定为同一个目标关系的IFF目标位置和身份属性与SSR航管航迹信息进行合并和补充， 生成SSR航管和IFF融合后的目标航迹;在IFF处于自主广播工作模式下，利用模式码唯一性 特性，建立IFF目标航迹，将连续Ξ个周期关联成功的IFF与SSR航管航迹判决为同一个目 标，补充和合并目标的属性，对目标的位置进行融合;最后通过对监视目标的航迹滤波更 新、预测和删除，实现对目标连续监视和识别。
[0007] 本发明相比于现有方法具有如下有益效果：
[0008] 本发明通过对SSR航管和敌我识别IFF不同模式航迹融合，实现了对空中目标多模 式身份属性合并与保持，合并不同模式的位置信息，使目标具有Ξ维坐标信息和去除目标 重复航迹，形成目标空中清晰监视图；对S全呼模式目标航迹，通过对其航迹预测和提前1/4 个区域告知SSR航管设备询问机，从而实现討莫式点名功能，提高了系统的抗干扰能力。
[0009] 能够提供空中民用和我方目标识别功能。本发明利用位置最近邻最优关联方法， 对于敌我识别器IFF目标/航迹和SSR航管航迹之间关系进行判定，对判为同一个目标，进行 目标民用和我方目标属性合并，对与判断关联不成功的，进行单独识别，使SSR航管和IFF- 体综合化系统，具备民用和我方目标识别能力。
[0010] 本发明中采用带有模式码m/n逻辑判断方法，对带有相同模式码或不矛盾的属性 进行关联判断，可减少目标点迹与点迹之间查询次数，然后再利用位置判断，对于目标点迹 之间，如果连续η次关联有m次关联成功，进行目标航迹起始，该方法提高航迹起始正确率和 减少系统处理时间。
[0011] 本发明中采用划分区域的数据结构存储方法，减少了在点迹与航迹关联中捜索和 查找次数，减少点迹与航迹关联的时间，提高算法的时效性，其划区域可参阅图3。
[0012] 本发明不仅能够支撑生成清晰可靠的空中监视图，还可提高空中民用和我方目标 监视与识别能力。适用于SSR航管和IFF单独的工作下的多模式的目标监视和识别，同时