基于多雷达信息的融合的航空器监测方法和装置与流程

本发明涉及航空管理领域，尤其涉及一种基于多雷达信息的融合的航空器监测方法和装置。
背景技术：
：目前，空中交通管制基本上依赖于雷达监视，由于单雷达监视的覆盖范围较小，监测到的航空器的位置精度较低，因此，现代空管系统采用多部雷达对航空器进行监视，多雷达监视可以扩大监视空域的覆盖面积，提高对航空器的监视精度，增加对监视结果的可信度。多雷达监测系统中，多个雷达会同时扫描到同一个航空器，由于各雷达之间独立，且扫描时有时差和精度的影响，如果将各雷达信息直接输出，则在雷达屏幕上会看到一个航空器对应多条不同的雷达信息，不利于后续对该航空器的监测，因此需要将监测到同一航空器的多条雷达信息融合为一条雷达信息，将同一航空器的多条雷达信息融合为一条雷达信息后，在雷达屏幕上就会看到一个航空器对应一条雷达信息，根据该融合后的雷达信息可以更加清晰、明确的监测该航空器。现有技术中，采用平均值加阈值过滤的融合方式，即如果在一段时间内得到多个雷达对同一个航空器进行监测的雷达信息，则对多个雷达信息进行排序，去除偏差较大的雷达信息，然后对剩余的雷达信息进行平均。发明人在实现本发明的过程中发现，这种融合方式比较粗犷，没有考虑各个雷达的精度差异和各个雷达监测到信息的时间差异，因此融合精度不高，进而影响对航空器的监测。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种基于多雷达信息的融合的航空器监测方法和装置，大大提高了同一航空器的多个雷达信息融合的精度，从而可以更加清晰、明确的监测该航空器。本发明提供了一种基于多雷达信息的融合的航空器监测方法，所述方法包括：判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息；如果存在，则计算第一雷达信息的待融合信息权值w，w＝a*wtrend+b*wtime+c*wpriority；其中，wtrend为待融合信息趋势权值，wtime为时间差权值，wpriority为第一雷达信息对应雷达的优先级权值，a，b，c为权值比重系数；根据历史雷达信息的待融合信息权值和所述第一雷达信息的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合为一条雷达融合信息；监控所述雷达融合信息对应的航空器。所述待融合信息趋势权值其中，vi-1为上一次收到的雷达信息的待融合信息，vi为当前收到的第一雷达信息的待融合信息。所述时间差权值其中，Tcurrent为当前时间，Treceive为雷达获取第一雷达信息的时间。所述雷达优先级权值wpriority为1～10。所述第一雷达信息的待融合信息包括：高度、速度、位置和角度。所述根据历史雷达信息的待融合信息权值和所述第一雷达信息的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合为一条雷达融合信息，具体为：雷达融合信息为每个雷达信息的待融合信息*(每个雷达信息的待融合信息权值/所有雷达信息的待融合信息权值之和)。所述判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息，具体为：根据雷达对航空器的识别信息和航空器的历史雷达信息创建hash表，所述hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息；所述hash表的第二字段为航空器的历史雷达信息；根据收到的第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在所述hash表中查找是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息。所述雷达对航空器的识别信息包括雷达航迹号和雷达数据源标识。所述hash表的第二字段中的历史雷达信息为所述航空器的航班号。本发明提供了一种基于多雷达信息的融合的航空器监测装置，所述装置包括：判断模块，计算模块，融合模块和监控模块；所述判断模块，用于判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息，如果是，触发计算模块；所述计算模块，用于计算第一雷达信息的待融合信息权值w，w＝a*wtrend+b*wtime+c*wpriority其中，wtrend待融合信息趋势权值，wtime为时间差权值，wpriority为第一雷达信息对应雷达的优先级权值，a，b，c为权值比重系数；所述融合模块，用于根据历史雷达信息的待融合信息权值和所述计算模块计算的第一雷达信息的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合为一条雷达融合信息；所述监控模块，用于监控所述融合模块得到的雷达融合信息对应的航空器。进一步地，所述判断模块包括：创建子单元和查找子单元；所述创建子单元，用于根据雷达对航空器的识别信息和航空器的历史雷达信息创建hash表，所述hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息；所述hash表的第二字段为航空器的历史雷达信息；所述查找子单元，用于根据收到的第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在所述创建子单元创建的hash表中查找是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息，如果存在，触发所述计算模块。本发明实施例中待融合信息包括雷达信息中的高度、速度、位置等信息，根据每个待融合信息的趋势权值、时间差权值和雷达优先级权值，和每个雷达的精度、各个雷达监测到信息的时间差异情况计算第一雷达信息的每个待融合信息权值，然后根据第一雷达信息的待融合信息权值和历史雷达信息中的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合，相对于现有技术中平均值加阈值过滤的融合方式，大大提高了同一航空器的多个雷达信息融合的精度，从而可以更加清晰、明确的监测该航空器；进一步地，通过创建hash表，hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息，第二字段为航空器的历史雷达信息，因此在收到第一雷达信息时，可以根据第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在hash表中快速查找到是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息，大大提高了航空器识别的效率和精度，进而也提高了同一航空器的多个雷达信息融合的效率和精度。附图说明图1是本发明实施例提供的一种基于多雷达信息的融合的航空器监测方法流程示意图；图2是本发明实施例提供的一种基于多雷达信息的融合的航空器监测装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。参见图1，本发明实施例提供了一种基于多雷达信息的融合的航空器监测方法，该方法包括：10：判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息；11：如果存在，则计算第一雷达信息的待融合信息权值w，w＝a*wtrend+b*wtime+c*wpriority(1)其中，wtrend待融合信息趋势权值，wtime为时间差权值，wpriority为第一雷达信息对应雷达的优先级权值，a，b，c为各权值的比重系数，其取值取决于a，b，c三个数值之间的比例关系，实际应用中，为方便计算，可取自然数。但本发明实施例中对a，b，c的具体取值不作限制，只要能表现出a，b，c三个数值之间比例关系的数值即可。其中，待融合信息趋势权值其中，vi-1为上一次收到的雷达信息的待融合信息，vi为当前收到的第一雷达信息的待融合信息；本发明实施例中，第一雷达信息和历史雷达信息均包括高度、速度、位置、角度等信息，分别对高度、速度、位置、角度等信息进行融合，得到融合后的雷达信息，即融合后的雷达信息包括融合后的高度、融合后的速度、融合后的位置、融合后的角度等信息。待融合信息不同，则计算的待融合信息趋势权值就不同，因此对应的每个雷达信息的权值也就不同。当待融合信息为高度时，设第一雷达信息的高度信息为h1，公式(1)中的待融合信息权值即为第一雷达信息的高度信息权值公式(1)中的wtrend即为高度趋势权值对应的，公式(2)中的vi-1即为上一次收到的雷达信息的高度信息公式(2)中的vi即为当前收到的第一雷达信息的高度信息h1；其中，可以根据最近一条历史雷达信息的垂直速度、该条历史雷达信息与第一雷达信息的时间差计算高度变化量，从而得到上一次收到的雷达信息的高度信息当待融合信息为位置时，设第一雷达信息的位置信息为p1，公式(1)中的待融合信息权值w即为第一雷达信息的位置信息权值公式(1)中的wtrend即为位置趋势权值对应的，公式(2)中的vi-1即为上一次收到的雷达信息的位置信息公式(2)中的vi即为当前收到的第一雷达信息的位置信息p1；位置信息可用经纬度表示。其中，可以根据最近一条历史雷达信息的水平速度、角度、该条历史雷达信息与第一雷达信息的时间差计算位置分别在经纬度上分量的变化，从而得到上一次收到的雷达信息的位置信息当待融合信息为速度时，设第一雷达信息的速度信息为s1，公式(1)中的待融合信息权值w即为第一雷达信息的速度信息权值公式(1)中的wtrend即为速度趋势权值对应的，公式(2)中的vi-1即为上一次收到的雷达信息的速度信息公式(2)中的vi即为当前收到的第一雷达信息的速度信息s1；其中，可以根据最近两条已融合的历史雷达信息的时间和速度计算加速度，根据该加速度、最近一条历史雷达信息与第一雷达信息的时间差，得到上一次收到的雷达信息的速度信息当待融合信息为角度时，设第一雷达信息的角度信息为ω1，公式(1)中的待融合信息权值w即为第一雷达信息的角度信息权值公式(1)中的wtrend即为角度趋势权值对应的，公式(2)中的vi-1即为上一次收到的雷达信息的角度信息公式(2)中的vi即为当前收到的第一雷达信息的角度信息ω1；其中，可以根据最近两条已融合的历史雷达信息的时间和角度计算角度变化率，根据该角度变化率、最近一条历史雷达信息与第一雷达信息的时间差，得到上一次收到的雷达信息的角度信息需要说明的是，本发明实施例中，上一次收到的雷达信息的高度信息位置信息速度信息和角度信息的具体计算过程属于本领域技术人员的公知常识，因此本发明实施例在此不再赘述。本发明实施例中的待融合信息可以根据实际情况进行设定，本发明实施例对待融合信息包括的具体内容不作限制，也就是说，本发明实施例提供的多雷达信息的融合方法适用于多种待融合信息的融合。进一步地，本发明实施例中，可以对角度、位置、高度、速度等信息分别设定对应阈值，若收到的雷达信息中的任一信息值超过对应阈值，则认为此雷达信息无效，这样不仅提高了融合效率，也提高了融合精度。例如设定速度阈值为2000km/h，当收到的雷达信息中的速度超过2000km/h时，认为该条雷达信息无效，不予融合。其中，时间差权值其中，Tcurrent为当前时间，Treceive为雷达获取第一雷达信息的时间；其中，雷达优先级权值wpriority由人工配置，一般为1～10，wpriority表示雷达的精度和可靠度，wpriority越大表示该雷达的精度越高，可靠度越大。12：根据历史雷达信息的待融合信息权值和第一雷达信息的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合为一条雷达融合信息；具体的，雷达融合信息为每个雷达信息的待融合信息*(每个雷达信息的待融合信息权值/所有雷达信息的待融合信息权值之和)，即融合后的雷达信息为Sum(每个雷达信息的待融合信息*(每个雷达信息的待融合信息权值/所有雷达信息的待融合信息权值之和))。例如，当历史雷达信息为两个时，分别设为第二雷达信息和第三雷达信息，设第二雷达信息的高度信息为h2，第二雷达信息的高度信息权值为第二雷达信息的位置信息为p2，第二雷达信息的位置信息权值为第二雷达信息的速度信息为s2，第二雷达信息的速度信息权值为设第三雷达信息的高度信息为h3，第三雷达信息的高度信息权值为第三雷达信息的位置信息为p3，第三雷达信息的位置信息权值为第三雷达信息的速度信息为s3，第三雷达信息的速度信息权值为设雷达融合信息中高度为H，则H=h1*w1hw1h+w2h+w3h+h2*w2hw1h+w2h+w3h+h3*w3hw1h+w2h+w3h]]>设雷达融合信息中位置为P，则P=p1*w1pw1p+w2p+w3p+p2*w2pw1p+w2p+w3p+p3*w3pw1p+w2p+w3p]]>设雷达融合信息中速度为S，则S=s1*w1sw1s+w2s+w3s+s2*w2sw1s+w2s+w3s+s3*w3sw1s+w2s+w3s]]>其它待融合信息与高度、位置和速度的融合结果类似，本发明实施例不再赘述。步骤13：监控上述雷达融合信息对应的航空器。进一步地，本发明实施例中步骤10中判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息具体包括：101：根据雷达对航空器的识别信息和该航空器的历史雷达信息创建hash表，该hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息；hash表的第二字段为航空器的历史雷达信息；其中，多雷达系统中，雷达对航空器的识别信息可唯一确定一个雷达和该雷达识别的航空器。本发明实施例中，雷达对航空器的识别信息包括雷达信息中的雷达航迹号和雷达信息源标识。因为在多雷达系统中每一个雷达均能提供一个雷达航迹号，该雷达航迹号是每个雷达识别航空器的唯一标识，在每个雷达内是唯一的，但跨雷达可能会有重复，因此，将雷达航迹号和雷达信息源标识结合作为雷达对航空器的识别信息，可唯一确定一个雷达和该雷达识别的航空器。本发明实施例对雷达对航空器的识别信息的具体表现形式不作限制，只要能唯一确定一个雷达和该雷达识别的航空器即可。二次监视雷达(Secondarysurveillanceradar，以下简称SSR)标识为同一管制区内的航空器唯一标识，在同一管制区内SSR标识唯一，不同管制区可能有重复，航空器跨管制区飞行SSR标识可能发生变化。表1为第一航空器的历史雷达信息，表2为第二航空器的历史雷达信息，其中，高度、速度、航向、经度和纬度为航空器的地理位置信息，时间戳为雷达获得该条雷达信息的时间，表3为步骤101中创建的hash表。表1表2表3第一字段第二字段华北+4678914256华东+8457614256华北+7883323543华东+9674623543具体地，hash表的第二字段中历史雷达信息可以是一条雷达信息的全部信息，也可以是一条雷达信息中的部分信息，只要该部分信息能唯一确定该航空器即可。例如，hash表中第二字段可以由表1中一条雷达信息的航班号表示，航班号由航空器产生，航班号可唯一确定一个航空器，hash表中第二字段也可以由航班号、SSR、高度、雷达信息源、速度、航向、经度、纬度和时间戳中的部分信息组合来表示，只要该部分信息组合能唯一确定一个航空器即可。hash表中第一字段中每一字段值均不同，第二字段中的字段值可以重复，第二字段中相同字段值对应的第一字段中的字段值属于同一个航空器的雷达信息。例如表3中，第一字段中每一字段值均不同，第二字段中前两个字段值相同，均为14256，后两个字段值相同，均为23543，则说明，第一字段中华北+46789和华东+84576均属于航班号为14256的航空器的雷达信息，第一字段中华北+78833和华东+96746均属于航班号为23543的航空器的雷达信息。102：根据收到的第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在上述创建的hash表中查找是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息。仍以表3为例进行说明，如果第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息中雷达信息源标识为华东，雷达航迹号84576，则在表3中可以查找到华东和84576对应的航空器标识14256，也就是说表3中存在标识为14256的航空器的历史雷达信息，即第一雷达信息对应的航空器就是标识为14256的航空器，然后就可以将该第一雷达信息与标识为14256的航空器的历史雷达信息融合。如果第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息中雷达信息源标识为华北，雷达航迹号78833，则在表3中可以查找到华北和78833对应的航空器标识23543，也就是说表3中存在标识为23543的航空器的历史雷达信息，即第一雷达信息对应的航空器就是标识为23543的航空器，然后就可以将该第一雷达信息与航空器标识为23543的航空器的历史雷达信息融合。本发明实施例中待融合信息包括雷达信息中的高度、速度、位置等信息，根据每个待融合信息的趋势权值、时间差权值和雷达优先级权值，和每个雷达的精度、各个雷达监测到信息的时间差异情况计算第一雷达信息的每个待融合信息权值，然后根据第一雷达信息的待融合信息权值和历史雷达信息中的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合，相对于现有技术中平均值加阈值过滤的融合方式，大大提高了同一航空器的多个雷达信息融合的精度，从而可以更加清晰、明确的监测该航空器；进一步地，通过创建hash表，hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息，第二字段为航空器的历史雷达信息，因此在收到第一雷达信息时，可以根据第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在hash表中快速查找到是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息，大大提高了航空器识别的效率和精度，进而也提高了同一航空器的多个雷达信息融合的效率和精度。参见图2，本发明实施例提供了一种基于多雷达信息的融合的航空器监测装置，该装置包括：判断模块21，计算模块22，融合模块23和监控模块24；其中，判断模块21，用于判断收到的第一雷达信息对应的航空器是否存在历史雷达信息，如果是，触发计算模块22；计算模块22，用于计算第一雷达信息的待融合信息权值w，w＝a*wtrend+b*wtime+c*wpriority(3)其中，wtrend待融合信息趋势权值，wtime为时间差权值，wpriority为第一雷达信息对应雷达的优先级权值，a，b，c为系数；具体的，待融合信息趋势权值其中，vi-1为上一次收到的雷达信息的待融合信息，vi为当前收到的第一雷达信息的待融合信息；具体的，时间差权值其中，Tcurrent为当前时间，Treceive为雷达获取第一雷达信息的时间；具体的，雷达优先级权值wpriority由人工配置，一般为1～10，wpriority表示雷达的精度和可靠度，wpriority越大表示该雷达的精度越高，可靠度越大。融合模块23，用于根据历史雷达信息的待融合信息权值和计算模块22计算的第一雷达信息的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合为一条雷达融合信息；监控模块24，用于监控所述融合模块得到的雷达融合信息对应的航空器。具体的，雷达融合信息为每个雷达信息的待融合信息*(每个雷达信息的待融合信息权值/所有雷达信息的待融合信息权值之和)，即融合后的雷达信息为Sum(每个雷达信息的待融合信息*(每个雷达信息的待融合信息权值/所有雷达信息的待融合信息权值之和))。具体地，判断模块21包括：创建子单元和查找子单元；其中，创建子单元，用于根据雷达对航空器的识别信息和该航空器的历史雷达信息创建hash表，该hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息；hash表的第二字段为航空器的历史雷达信息；本发明实施例中，雷达对航空器的识别信息包括雷达信息中的雷达航迹号和雷达信息源标识；hash表的第二字段中历史雷达信息可以是一条雷达信息的全部信息，也可以是一条雷达信息中的部分信息，只要该部分信息能唯一确定该航空器即可。查找子单元，用于根据收到的第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在创建子单元创建的hash表中查找是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息，如果存在，触发计算模块22。本发明实施例中待融合信息包括雷达信息中的高度、速度、位置等信息，根据每个待融合信息的趋势权值、时间差权值和雷达优先级权值，和每个雷达的精度、各个雷达监测到信息的时间差异情况计算第一雷达信息的每个待融合信息权值，然后根据第一雷达信息的待融合信息权值和历史雷达信息中的待融合信息权值，将第一雷达信息的待融合信息与历史雷达信息融合，相对于现有技术中平均值加阈值过滤的融合方式，大大提高了同一航空器的多个雷达信息融合的精度，从而可以更加清晰、明确的监测该航空器；进一步地，通过创建hash表，hash表的第一字段为雷达对航空器的识别信息，第二字段为航空器的历史雷达信息，因此在收到第一雷达信息时，可以根据第一雷达信息中雷达对航空器的识别信息在hash表中快速查找到是否存在第一雷达信息对应的航空器的历史雷达信息，大大提高了航空器识别的效率和精度，进而也提高了同一航空器的多个雷达信息融合的效率和精度。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3