一种多监视源飞行目标并行跟踪处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多监视源飞行目标并行跟踪处理方法。
【背景技术】
[0002] 当前，空中交通管制基本上依赖于雷达监视和甚高频（VHF)通信，这两种手段都 受限于视距传播，覆益范围相对较小，一般雷达监视仅仅覆盖在航路上，而在广阔的海洋空 域和边远大山、沙漠或丛林地区空域，由于各种因素的限制，无法实现雷达和VHF覆盖，造 成了飞行空域的盲区，给飞行安全带来了隐患。为克服这些缺点，实现有效的空中交通监 视，国际民航组织（ICAO 〖International CivilAviation Organization):提了一种新的监 视概念，把未来的空中交通监视建立在应用卫星技术的基础上，这就是自动相关监视（ADS : Automatic Dependent Surveillance)。国际民航组织1992年大会正式通过以卫星导航、卫 星通信和数据链通信为基础的新空中航行系统方案，从而启动了空中交通管制从现有陆基 系统向新航行系统过渡。新航行系统由通信、导航、监视和空中交通管理4个部分组成，其 中监视即自动相关监视，它由飞机上的导航和定位系统测定飞机的四维位置数据，通过地 空通信数据链自动送到地面空中交通管制中心，进行空中交通管理和流量管理。因此，引入 新航行系统以后，就出现了多种监视飞机的手段，如雷达、ADS-B等，如果能将来自不同监视 源、不同时刻、不同坐标系的监视数据融合起来，就能实现多重覆盖，扩大监视和控制的范 围，提高目标定位精度，增加预测可信度，从而保障飞行的安全性、空间区域利用的高效性。
[0003] 数据融合技术简言之即：来自多个传感器或多源信息进行综合处理，从而得到更 为准确、可靠的结论。更严格的定义即：利用计算机技术对按时序获取的若干传感器的观测 信息在一定准则下加以自动分析、综合，以完成需要的决策和估计任务而进行的信息处理 过程。
[0004] 现有技术存在的缺点如下：
[0005] 1、多监视源数据处理系统引接的各路监视源信号质量好坏直接关系到融合信号 的质量，现有的ATC系统在引接监视源信号质量监控分析方面存在一定的局限性。
[0006] 2、对雷达数据处理模块，参数主要是各雷达信号格式类型与速率、雷达天线位置 的地理坐标与偏磁角、天线转速，航迹质量管理的航迹起始值、航迹终止值，相关距离、相关 高度、相关速度、相关航向等多雷达数据融合门限参数值，多雷达融合时诸雷达参加融合的 静态加权值和动态加权值等。现有的系统采用程序内固化参数的方法对雷达参数进行配 置，无法对雷达数据融合门限、诸雷达参加融合的静态加权值和动态加权值等参数进行修 改，这些参数的任何变动都需要程序员的技术支持，缺少灵活性，可操作性差。
[0007] 3、在雷达数据跟踪处理过程中，数据接收、解码、处理对实时性要求高，在雷达处 理系统中，采用单线程编程技术，雷达数据接收和跟踪处理循环进行，容易造成数据丢失现 象，雷达终端能否实时和准确的接收到雷达数据显得尤为重要。
【发明内容】
[0008] 为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种多监视源飞行目标并行跟踪处理方 法，通过对雷达信号质量进行监控分析，监视接入雷达的数据质量；同时采用多线程技术实 现雷达数据的实时接收处理，进一步确保数据处理系统的高安全性、高可靠性和高可用性， 能够准确快速地跟踪处理来自不同监视源不同数据类型的飞行目标。
[0009] 本发明所采用的技术方案是：一种多监视源飞行目标并行跟踪处理方法，包括如 下步骤：
[0010] 步骤一、多监视源数据接收；
[0011] 步骤二、多监视源数据解析：对步骤一接收到的原始数据进行报文类型信息判别， 然后调用数据解析器对数据进行解析，并将解析出的各类报文数据进行规格化处理，然后 存储到内部数据表中；
[0012] 步骤三、雷达数据处理：
[0013] ⑴实时质量控制；
[0014] (2)雷达数据预处理；
[0015] (3)雷达数据处理：包括单雷达跟踪处理和多雷达融合处理；
[0016] 步骤四、ADS-B数据处理：生成单ADS-B航迹和ADS-B融合航迹，并将航迹存入 ADS-B航迹表中；
[0017] 步骤五、多监视源数据融合：
[0018] (1)系统航迹关联；
[0019] (2)系统航迹跟踪；
[0020] (3) ADS-B航迹与雷达航迹融合。
[0021] 与现有技术相比，本发明的积极效果是：
[0022] 1、在雷达数据处理过程中，采用多线程控制结构，使用并发与串行相结合的方式 来实现各个雷达的不同数据类型的处理，有效地控制了系统雷达数据处理线程的数量，减 轻了系统运行时对内存和CPU的需求，同时也满足了雷达数据处理实时性的要求。
[0023] 2、本发明引入了用于雷达信号质量监控，将实时监控雷达数据的丢帧情况，方便 查看各路雷达信号的点迹（航迹）数据。通过设置系统容错参数，系统可自动选择信号质 量满足要求的雷达进行后续的融合处理。
[0024] 3、本发明采用可视化界面对雷达参数进行配置。雷达参数值和数据融合门限参 数值，多将雷达融合时诸雷达参加融合的静态加权值和动态加权值等参数，采用可视化界 面配置，系统使用人员在使用席位上根据配置需求就可以修改相应的参数值，配置简洁、灵 活、方便，可操作性强。
[0025] 4、本发明提供的监视信息的监视源由一次雷达、二次雷达、ADS-B等多个监视源构 成，这是一个典型的多传感器功能合成方案。将ADS-B数据和多雷达结合使用可以实现多 重覆盖，扩大监视和控制的范围，提高目标定位精度，增加预测可信度，从而保障飞行的安 全性和空间区域利用的高效性。
[0026] 5、多雷达和ADS-B的数据融合采用分布式融合结构，这种结构跟踪性良好，且对 通信宽带要求低，计算速度快，可靠性好。
【附图说明】
[0027] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0028] 图1是本发明的多监视源飞行目标并行跟踪处理流程图；
[0029] 图2是本发明的多监视源数据接收的流程图；
[0030] 图3是地心固定坐标系的示意图；
[0031] 图4是本发明的单雷达数据处理的流程图；
[0032] 图5是本发明的多雷达融合数据处理的流程图；
[0033] 图6是雷达航迹关联流程图；
[0034] 图7是多雷达和ADS-B航迹分布式融合模型示意图；
【具体实施方式】
[0035] 本发明设计的多监视源飞行目标并行跟踪处理系统包括数据接收、数据预处理、 雷达数据处理、ADS-B数据处理和融合数据处理五部分，其流程如图1所示。
[0036] 在多监视源飞行目标并行跟踪处理中，首先要将各雷达头数据和ADS-B数据获取 下来，并存储到数据库中。然后需要对这些数据进行校验、分类并剔除部分错误数据。在单 雷达一次扫描周期内得到的目标点迹，使用雷达处理器对这些目标点迹进行跟踪处理，生 成单雷达航迹数据，并给出目标的状态估计。同时，通过多雷达数据处理生成雷达本地航 迹。按照同样的处理流程，处理ADS-B点迹，生成单ADS-B航迹和ADS-B本地航迹。将雷达 本地航迹和ADS-B本地