一种基于雷达情报仿真的空情融合性能评估系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于空情融合系统的性能和效能评测技术领域，涉及一种基于雷达情报仿 真的空情融合性能评估系统及方法，主要适用于利用仿真的雷达情报实现多传感器空情融 合处理系统的性能指标进行评判、评估及定位融合系统中不合格问题等方面，同时还可用 于基于实装雷达情报的多传感器空情融合系统的性能和可靠性评测过程。
【背景技术】
[0002] 目前，没有针对空情融合系统性能和效能的评测开发出成形产品，只有一些评测 的理论和仿真方法，但都无法系统地、全面地和科学地考核空情融合系统，存在问题主要有 以下几个方面：只能处理仿真的雷达数据，不能处理实装雷达数据；仿真的雷达数据只能 反映雷达的某些噪声特性，不能反映雷达真实的探测特性，如没有体现雷达的发现概率、雷 达的探测盲区等；没有完全从融合的实际应用、雷达探测的动态特性及雷达组网特性等角 度建立完整和科学的指标体系和评估算法；不能根据评估结果自动定位融合系统的故障与 问题；没有建立交互性良好的人机界面。
【发明内容】
[0003] 鉴于现有空情融合系统的性能和效能评测技术存在的上述不足，本发明提出了一 种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估系统及方法。
[0004] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种基于雷达仿真情报的空情融合性能评估系统，包括：双独立子系统结构的 雷达情报仿真子系统、空情融合性能评估子系统，雷达情报仿真子系统通过数据传输层局 域网与空情融合性能评估子系统相连，构成并列组网，雷达情报仿真子系统通过以太网或 RS232数据传输线、RS485数据传输线与被试装备的空情融合系统相连，空情融合性能评估 子系统通过以太网或RS232数据传输线、RS485数据传输线与被试装备的空情融合系统相 连。
[0006] -种基于雷达仿真情报的空情融合性能评估系统，所述雷达情报仿真子系统由飞 行航迹模块与雷达情报生成模块连接组成，飞行航迹模块，包括：直线、交叉、跑道、心形、8 字、"分合分"、多路向心飞行的飞行航路模块；各飞行航路模块与多个雷达情报模块相连。
[0007] -种基于雷达仿真情报的空情融合性能评估系统，所述的雷达情报生成模块为仿 真雷达的探测精度、野值点信息的模块，由模拟实装雷达操作界面的模拟模块、模拟实装雷 达的扫描特性的模拟模块、显示雷达探测过程的模拟模块和高斯分布合成的雷达探测噪声 模块组成。
[0008] -种基于雷达仿真情报的空情融合性能评估系统，所述空情融合性能评估子系 统，包括数据转换成地理坐标系B，L模块、空情融合模糊综合评判模块，所述的数据转换成 地理坐标系B，L模块通过数据时空匹配与空情关联模块分别与计算雷达精度模块、计算融 合精度模块相连，计算融合精度模块、计算雷达精度模块第一输出端通过融合精度评估模 块与空情融合模糊综合评判模块相连，计算雷达精度模块第二输出端通过数据一次差评估 模块与空情融合模糊综合评判模块相连。
[0009] 其中数据时空匹配与空情关联模块的输出端通过信息完整率模块与空情融合模 糊综合评判模块相连，分别连接融合数据录取模块的航迹虚警漏警率模块、识别跟踪评估 模块与空情融合模糊综合评判模块相连。
[0010] -种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估方法，根据数据传输协议，将雷 达数据由雷达情报仿真子系统发送到空情融合性能评估子系统和被试装备的空情融合系 统，被试装备的空情融合系统将融合数据传输到空情融合性能评估子系统，由空情融合性 能评估子系统给出最终评估结果。其步骤如下：
[0011] 1)准备阶段，是为整个系统运行前进行的准备工作，是根据测评需要设计的飞行 航迹、雷达参数设定、雷达部署、通信链路的建立和系统的对时；
[0012] 2)运行阶段，是在准备阶段结束后开始的，雷达情报仿真子系统读取设计好的飞 行航迹后，按照规划好的路径和时间进行飞行目标的运动仿真，具体流程如下：
[0013] a、测评开始，雷达情报仿真子系统读取飞行航迹，一路输出至空情融合性能评估 子系统，待融合空情；另一路输出通过雷达开机、雷达探测目标，然后进行是否发现目标判 断，否，则返回雷达探测目标进行重新判断；是，则发送雷达情报；
[0014] b、雷达情报仿真子系统发送雷达情报后，一路输出通过被试装备接收雷达情报后 进行融合，传输至空情融合性能评估子系统，另一路输出直接传输至空情融合性能评估子 系统进行融合空情；即当飞入雷达的探测范围并被雷达捕捉到后发送到被试装备，由被试 装备进行将多部雷达的空情进行融合，并将融合空情发送到空情融合性能评估子系统；
[0015] c、空情融合性能评估子系统通过坐标转换、时空对准与航迹插值、指标值计算、模 糊评估，输出评估结果；即空情融合性能评估子系统接收到航迹真值、雷达情报与融合空情 后进行时空对准和航迹关联，然后进行评估指标的计算，最后将计算结果进行模糊综合评 判并输出评估结果；
[0016] -种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估方法，能够同时实现在线评估和 离线评估，在线评估是指实时的发送和接收评测过程数据，并在评估系统上动态显示数据 处理和评估过程；离线评估是指测评后的数据移入评估系统中，一次性计算出评估结果。
[0017] 一种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估方法，所述雷达情报仿真子系统 的工作方法，是根据输入仿真雷达的参数值：雷达类型、雷达位置坐标、雷达噪声、发现概 率、周期、威力图模型、探测精度及目标类型、目标速度、航迹曲线、拐点坐标生成对应的雷 达探测数据及飞行目标航迹，传输至模拟雷达扫描目标，进行雷达发现目标判断，否，返回 雷达扫描目标，是，通过通信数据传输协议转换，将雷达情报仿真数据输出，发送给被试装 备，通过数据传输层与被试的融合系统和空情融合性能评估子系统进行数据交互；采用时 钟服务器的轮询方式每20分钟进行一次系统对时，用于模拟实装雷达的时空一致性；根据 测试需求产生的多个符合雷达探测规律的仿真情报，通过数据传输层与被试的融合系统和 空情融合性能评估子系统进行数据交互，并对采集到的数据进行精度指标、相关性指标和 处理能力指标等指标计算和评估，实现性能和效能评判，并动态地、立体地和多视图地展示 融合系统的处理和评估结果，给出测试过程的不合格因素和原因；
[0018] 其中该仿真的雷达数据充分反映了雷达的探测机理、噪声分布特性、探测距离、目 标发现概率；
[0019] 其中该飞行目标航迹生成是通过航迹编辑器实现飞行目标的航路轨迹设计，满足 评测中雷达航迹和雷达情报仿真的需要。
[0020] -种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估方法，所述空情融合性能评估 子系统的工作方法，采用坐标转换将航迹的数据转换成需要的坐标数据类型，具体实施如 下：
[0021] (1)将录取航迹数据的仿真数据、雷达数据和融合数据分别通过数据转换成地理 坐标系B，L传输至对应的数据时空匹配与空情关联至计算雷达精度、计算融合精度；
[0022] (2)计算雷达精度输出端分别通过融合精度评估、数据一次差评估传输至空情融 合模糊综合评判；
[0023] (3)计算融合精度输出端通过融合精度评估传输至空情融合模糊综合评判；
[0024] (4)与录取的融合数据对应的数据转换成地理坐标系B，L、数据时空匹配与空情 关联的输出端通过信息完整率传输至空情融合模糊综合评判；
[0025] (5)录取的融合数据另一输出端通过航迹发现率、航迹虚情率和航迹漏情率传输 至空情融合模糊综合评判；另一输出端通过航迹识别率、跟踪中断时间评估传输至空情融 合模糊综合评判；
[0026] 该空情融合性能评估能够实时显示接收到的被试装备空情融合状态，并最终给出 评估的结果，根据融合失效因素关联法定位的方法，解决被试融合系统的问题。
[0027] 其中数据插值是保证航迹数据的时空一致性，空情匹配是为了让仿真真值、传感 器数据和融合数据在时空与航次上对应，有利于误差的分析；指标提取通过各种指标算法 将指标值计算出来，然后利用模糊评估得出一个评判结果。
[0028] -种基于仿真雷达情报生成的空情融合性能评估方法，所述的基于模糊隶属度函 数的单指标评估方法，是对被试空情融合系统评判综合中对炜度和经度方向上的精度、一 次差概率、航迹发现率、航迹虚警率、航迹漏警率、信息完整率、跟踪中断时间和航迹识别率 的诸多因素判别的方法，更加符合对空情融合的客观情况。
[0029] 各指标的计算公式如下：
[0030] 一次差计算公式为：
[0032] 其中xn⑴为第η条融合航迹第i点的位置信息，足(/)为第n条真值航迹第i点 的位置信息。
[0033] 融合精度为：
[0035] 航迹发现率：
[0036] RZ=NZ/N
[0037] 航迹虚情率：
[0038] Rx= (Na-Nz)/N
[0039] 航迹漏情率：
[0040] R1= (N-Nz)/N
[0041] 若航迹经融合后应输出航迹的数量为N，且N与真实或仿真剧情航迹（称为真值航 迹）数量一致但实际输出的总航迹数为Na，通过与真值航迹进行关联分析统计，正确的航迹 有Nz。
[0042] 信息完整率计算公式为：
[0044] Si为与第i条真值航迹相关联的融合航迹所持续的时间，&为第i条真值航迹所 持