多传感器多目标航迹关联与融合算法研究1191.docx

分类号密密级UDC注注1学位论文文多传感器器多目标标航迹关联联与融合合算法研研究(题名和和副题名名)程跃兵(作者姓姓名)指导教师师姓名戴戴跃伟 教授授 闫玉德德 副教教授申请学位位级别硕硕士专业名名称控制制理论与与控制工工程论文提交交日期 20110.005论文文答辩日日期20010.06学位授予予单位和和日期南南京理工工大学答辩委员员会主席席评阅人年月日声明本学位论论文是我我在导师师的指导导下取得得的研究究成果，尽尽我所知知，在本本学位论论文中，除除了加以以标注和和致谢的的部分外外，不包包含其他他人已经经发表或或公布过过的研究究成果，也也不包含含我为获获得任何何教育机机构的学学位或学学历而使使用过的的材料。与我一一同工作作的同事事对本学学位论文文做出的的贡献均均已在论论文中作作了明确确的说明明。研究生签签名：年年月日学位论文文使用授授权声明明南京理工工大学有有权保存存本学位位论文的的电子和和纸质文文档，可可以借阅阅或上网网公布本本学位论论文的部部分或全全部内容容，可以以向有关关部门或或机构送送交并授授权其保保存、借借阅或上上网公布布本学位位论文的的部分或或全部内内容。对对于保密密论文，按按保密的的有关规规定和程程序处理理。研究生签签名：年年月日 硕士论文 多传感器多目标航迹关联与融合算法研究摘要I 目录 硕士论文随着现代代科技的的飞速发发展以及及现代战战争的需需求，在机机动目标标跟踪领领域应用用信息融融合技术术是近年年来研究究的热点点。面对对现代战战场中敌敌方飞行行目标的的高机动动性和复复杂性，为为了对目目标实施施有效地地打击和和防御，必须有机结合多部传感器提供目标的信息，进行精确地跟踪。本文结合合某项科科研项目目，利用用分布式式雷达组组网技术术，对本本文采用用的IMMM滤波波、航迹关关联与融融合算法法予以软件件实现，并进行行一系列列计算机机仿真。首先，介介绍了目目标跟踪踪领域中中的量测测数据预预处理技技术，以以及在kkalmman滤滤波基础础上分析析了交互互式多模模型跟踪踪算法，并并通过仿仿真实例例，证明明了该算法法是行之之有效的的。为后后续研究究航迹关关联与融融合算法法提供了了数据支支持。其次，基基于实际际工程研研究背景景，对目前广广泛采用用的加权、修正、独立序序贯分布布式航迹迹关联算算法进行行了总结结讨论，并并分析了了在航迹迹交叉、分岔以以及合并并的情况况下，独独立序贯贯算法的的理论可可行性，并并通过多多组仿真真实例，证证明了算算法的实实用性。最后，本本文介绍绍了目标标跟踪中中几种常见见的航迹迹融合算算法，包包括集中中式和分分布式两两种。鉴鉴于集中中式计算算量大和和对系统统处理器器的要求求较高，本本文采用用分布式式融合算算法，并并对关联联成功的航航路，采采用无反反馈最优优分布式式融合算算法进行行50次次Monnte Carrlo仿仿真实验验，验证证了此算算法的可可靠性。本文从工工程领域域角度出出发，探探讨了目目标跟踪踪中数据融融合的关关键技术术，为实实际工程程应用提提供了有有用的参参考。关键词：多传感感器，目目标跟踪踪，IMMM滤波波，航迹迹关联，航航迹融合合AbsttracctAlonng wwithh thhe rrapiid ddeveeloppmennt oof mmodeern tecchnoologgy aand thee deemannd oof mmodeern warr,Infformmatiion fussionn teechnnoloogyhhas beccomee thhe hhotsspott inn thhe mmaneeuveerinng ttargget traackiing fieeld. In tthe facce oof mmodeern batttlee wiith thee ennemyy fllyinng hhighh maaneuuverrabiilitty aand commpleexitty oof ttarggetss, inn orrderr too sttrikke aand deffendd efffecctivvelyy,we musst ccombbinee orrgannicaallyymulltipple sennsorrs iinfoormaatioon tto aaccuurattelyy trrackk.Combbiniing a rreseearcch pprojjectt inn thhis dissserrtattionn,Numbber of raddarss arre uusedd too coompoose thee diistrribuutioonall neetwoork,sofftwaare reaalizzatiion of IMMM fiilteerinng, trrackk coorreelattionn annd ttracckfuusioonallgorrithhm aare finnishhed,alsso aa seeriees oof ccompputeer ssimuulattionn arre ccarrriedd onn.Firsstlyy,meassureemennt ddataa prreprroceessees ttechhnollogiiesin thee fiieldd off thhe ttargget traackiing aree inntrooducced,andd baasedd onn kaalmaan ffiltteriing tecchnoologgy oof tthe tarrgett trrackkingg fiieldd, thhe ddissserttatiionaanallyseesintteraactiive moddelffiltter alggoriithmm, thhrouugh thee siimullatiion exaamplles,andd prrovees tthatt thhe aalgooritthm is efffecttivee.Dataa suuppoort forr reeseaarchhingg suubseequeentttracck ccorrrelaatioon aand traack fussionnalggoriithmm iss prroviidedd.Secoondlly,baseed oon tthe praactiicall ennginneerringg reeseaarchh baackggrouund, thhe ddisttribbuteed ccorrrelaatioon aalgooritthmss whhichh arre ccurrrenttly wwideesprreadd addopttionn arre ssummmariizedd annd ddisccusssed in thee diisseertaatioon. Inncluude weiighttingg, fiixedd, inndeppenddentt seequeentiial corrrellatiion alggoriithmm, annd aanallyzees wwhenn trrackk iss crrosssingg, biifurrcattingg annd ccombbiniing,andd thhe ffeassibiilitty oof tthe alggoriithmm thhougght thee seeverral of simmulaatioon eexammplees iis pprovved.Finaallyy, thhediisseertaatioondeescrribeessevveraalcoommoontrrackk fuusioon aalgooritthmss off thhe ttargget traackiing fieeld,inccluddingg ceentrraliizedd annd ddisttribbuteedsttruccturre. Sinnce cenntraalizzedsstruuctuurehhas larrge amoountt off caalcuulattionn annd tthe higgh rrequuireemennts of sysstemm prroceessoor,thee diisseertaatioonaddopttsthe disstriibutted fussionn allgorrithhm, annd aassoociaatedd suucceessfful rouute, wiithnno ffeeddbacck ooptiimall diistrribuutedd fuusioon aalgooritthm 50 timmes Monnte Carrlo simmulaatioon tto vveriify thee allgorrithhm rreliiabiilitty.Fromm thhe AAnglle oof eengiineeerinng aareaa, thhe kkey of tarrgett trrackkingg daata fussionn arrea is disscusssedd inn thhis dissserrtattionn,andd ussefuul rrefeerennceffor thee prractticaal eengiineeerinng aappllicaatioon iis pprovvideed.Keywwordds：Mullti-sennsorr, taargeet ttracckinng,IMMM fiilteerinng, trrackkcorrrellatiion, trrackk fuusioon69 硕士论文 多传感器多目标航迹关联与融合与算法研究目 录录摘要IABSTTRACCTIII1绪论111.1论论文研究究背景与与意义111.2国国内外发发展及研研究现状状21.3 航迹关关联与融融合算法法发展现现状31.3.1航迹迹关联算算法发展展概况331.3.2航迹迹融合算算法发展展概况441.4 本文的的主要研研究工作作及内容容安排552多传感感器多目目标信息息融合理理论基础础72.1信信息融合合的定义义72.2信信息融合合的基本本原理772.3信信息融合合的系统统结构882.3.1信息息融合的的层次结结构82.3.2信息息融合的的体系结结构92.4信信息融合合的技术术与应用用102.4.1信息息融合的的基本技技术和方方法1002.4.2信息息融合的的应用1112.5本本论文研研究的主主要问题题及解决决思路1112.6本本章小结结123多目标标跟踪中中的数据据处理1133.1量量测数据据预处理理技术1133.1.1坐标标变换1133.1.2时间间配准算算法1663.1.3 空空间配准准算法1173.2卡卡尔曼滤滤波1993.3交交互式多多模型跟跟踪算法法203.4仿仿真分析析233.4.1 仿仿真指标标233.4.2 滤滤波仿真真结果2243.5本本章小结结294基于统统计理论论的航迹迹关联算算法3114.1 算法描描述3114.1.1 加加权航迹迹关联算算法3224.1.2 修修正航迹迹关联算算法3224.1.3 独独立序贯贯航迹关关联算法法334.1.4 典典型情况况下的航航迹关联联344.2独独立序贯贯算法软软件实现现364.3仿仿真分析析374.4本本章小结结425基于统统计理论论的航迹迹融合算算法4335.1 集中式式融合系系统4335.1.1 并并行滤波波435.1.2 序序贯滤波波445.1.3 数数据压缩缩滤波4455.2 分布式式融合系系统4665.2.1简单单凸组合合航迹融融合算法法465.2.2 BBar Shaalomm-Caampoo航迹融融合算法法475.2.3无反馈馈的最优优分布式式航迹融融合算法法475.3仿仿真分析析495.4本本章小结结546总结与与展望5556.1 本论文文工作总总结5556.2 展望566致 谢谢57参考文献献59硕士论文 多传感器多目标航迹关联与融合算法研究1 绪论1.1论论文研究究背景与与意义在现代和和未来的的战争中中，随着着战争形形式的信信息化、武器种种类的先先进化、空间情情形的复杂化化以及目目标环境境的多样样化，信信息瞬息息万变，为了获获得更佳佳的作战战效果，利用单个传感器的量测信息远远不能满足性能要求，这就决定了在战场上要用到种类繁多的传感器提供观测信息，进行优化处理，最终来获取目标的状态估计、目标属性、火力控制、精确制导等信息。但是多传感器的使用必然会带来更为复杂的问题：信息量的巨大化、信息表现形式的多样化以及处理信息的复杂化等，给实际系统的解决增加了沉重的计算负担，这些问题将大大超过人脑的信息综合处理及分析能力。经过多年的经验及总结，人们自然而然地将这些多种多样的信息进行综合利用、智能处理，去除掉那些冗余的信息，一方面减轻了人工处理信息的工作量，另一方面提高了系统的容错性、健壮性以及重组能力。在这种背景下，多传感器信息融合技术便应运而生。促进多源源信息融融合理论论发展的的主要动动因之一一就是现现代战争争的迫切切需要。当前，信信息融合合技术正正在迅猛猛发展，已经渗透到现代化战争的各个领域，随着计算机技术和传感器技术的发展，信息融合技术必将在现代和未来战争中发挥越来越重要的作用。随着现代代科技的的飞速发发展以及及现代战战争的需需要，在在机动目目标跟踪踪领域应应用信息息融合技技术是近近年来研研究的热热点。随随着现代代战场中中目标的的高机动动性和复复杂性，为为了对目目标进行行精确的的跟踪，则必须获得更多的目标信息。然后将不同的传感器测得的目标信息进行有机融合，综合利用各个传感器的测量信息，克服了单个传感器的局限性，能全面准确描述被测对象。与传统的单传感器系统相比，在机动目标跟踪领域采用多传感器信息融合系统具有以下优点1-2：(1)增增加系统统的生存存周期，提提高系统统的健壮壮性：当当有若干干个传感感器失效效或受到到干扰，或某个事件某个目标不在其测量范围内，一般至少会有一种传感器向系统提供信息，提高系统鲁棒性和可靠性，其生存能力大大增强。(2)扩扩展空间间和时间间搜索范围围，加快快信息处处理速度度。(3)改改进探测测性能：对量测测信息采采取有效效融合，提提高探测测的有效效性。(4)增增加量测测空间维维数。(5)提提高空间间分辨率率，提高高系统可可信度。(6)降降低系统统信息的的不确定定性：多多传感器器的联合合信息必必然降低低目标或或者事件件的模糊糊性，提提高决策策能力。最近200年发生生的几场场高技术术战争表表明，传传统的机机械式作作战已逐逐步成为为历史，信信息战和和电子战战已成为为现代以及及未来战战争的主主体。由于电电子信息息技术的的飞速发展展，多兵兵种通过过网络中中心联合合作战，协同各种武器平台共享战场作战信息，已成为海陆空天作战的主要方式。多传感器信息融合系统充分发挥武器装备和作战部队的效能，使作战力量倍增，其重要性是显而易见的。近年来，随随着网络络通信技技术的发发展，将将分布在在一个战战场范围围内的多多部传感感器利用用通信网网络实现现信息共共享，即即网络化化多传感感器信息息融合技技术，是是目前国国内外学学者研究究的热点点。网络化多多传感器器信息融融合技术术的核心心，就是是通过一一个公共共的网络络平台，将将分布在在较大战战场范围围内的若若干目标标探测单单元即多多传感器器连接起起来，使使其同步步工作，独立处理信息以及工作同步，有效提高目标的跟踪、监测预警能力，从而突破单个传感器在探测范围、精度以及响应速度方面的能力瓶颈，从而获得全战场范围内实时、高效、准确的目标信息，提高对未来战场高速机动目标的打击效能。本文就是在这样的背景下展开研究工作的。1.2国国内外发发展及研研究现状状自19773年首次提出出信息融融合技术术以后，在在短短330多年年时间里里，各个领域域的研究究者都对对信息融融合技术术在其研研究领域域的应用用展开了了理论研究究，并进进一步总总结出了了行之有有效的工工程实现现方法，取取得了一一大批的的科技成果果。在学术术研究方面面，美国国三军数数据融合合年会、SPIIE传感感器融合合年会和和自动化化会刊以以及相关关学术会会议每年年都有关关于该技技术的专专门讨论论。19998年年由NASSA埃姆姆斯氏试试验研究究中心、IEEEE信息息处理学学会和控控制系统统学会、美国陆陆军研究究所等联联合发起起的国际际信息融融合年会会，每年年举办一一次，系系统地总结了了该项技技术的最最新发展展概况和和研究成成果。除除此之外外，一些些具有代代表性的的学术专专著也都都对信息息融合的的基础理理论及在在此领域域的新思思想、新新方法以以及新进进展进行行了全面面系统的的描述。Lliinass、Walltz、Halll、Barr-Shhaloom和Forrtmaann等等人是活活跃在此此领域的的国际大大师。信息融合合的概念念虽始于于70年代代初期，但但真正的的技术进进步和发发展乃是是80年代的的事，尤尤其是近近几年来来引起了了世界范范围内的的普遍关关注，美美、英、法、俄俄、日等发达达国家不不但在所所部署的的一些重重大研究究项目上上取得了了突破性性进展，而且已经取得了大量研究成果。美国是最最早应用用信息融融合技术术的国家家，是此此项技术术的前沿沿领跑者者。美国国空军新新型的GGNCSST系统统可以接接受E-8CC、无人人机、RRC-1135等等平台上上合成孔孔径雷达达、信息息侦察装装置、光光电等传传感器近近实时信信息，在在融合中中心进行行处理后后以较高高的精度度和较快快的速度度传递给给一线作作战士兵兵。美国国海军的的系统作作战系统统（CEEC）把把位于不不同地点点的并且且具有不不同特征征的传感感器所提提供的各各种数据据和信息息进行完完全融合合处理，使使所有单单元能共共享每个个传感器器的测量量数据。CECC系统实实现了武武器平台台之间的的目标信信息共享享，分布布处理的的共享信信息能够够直接提提供给本本平台的的武器系系统和指指控系统统使用，具具备航迹迹合成和和识别功功能。英国的BBAE系系统公司司开发的的DDFF信息融融合新技技术，已已成功验验证了将将地面和和空中的的分散的的传感器器组网互互联并融融合其信信息。法国的“米卡”地空型型防空导导弹系统统也是一一个网络络化、开开放式、分散部部署的模模块集合合系统，由由于采用用分散式式的系统统布局，探探测模块块、发射射模块和和战术指指挥中心心都是各各自独立立的，不不会因为为某个模模块被击击毁而使使整个作作战单元元瘫痪，从从而保证证了整个个系统较较高的战战场生存存概率。俄罗斯军军方也在在数据融融合和信信息处理理方面做做了大量量的研究究工作，并并成功运运用在新新型战斗斗机中。通过将将各个传传感器提提供的数数据数字字化并进进行信息息融合处处理，这这就为飞飞行员提提供了一一个空战战景象的即即时图像像。通过过传感器器融合可可以为飞飞行员提提供一个个唯一的的跟踪和和识别目目标，避避免了传传感器的的重复跟跟踪，从从而大大大提高了了战场作作战能力力。除此之外外，已经经研制出出来的还还有AMMSVII-自自动多传传感器部部队识别别系统，AIDD-炮兵情报数据融合，PART-军用双工无线电/雷达瞄准系统等军用融合系统。近20年年来，我我国信息息融合理理论及应应用也在在不断发发展、不不断创新新，我国“八五”规划亦亦已把信信息融合合技术列列为发展展计算机机技术的的关键技技术之一一，并部部署了一一些重点点研究项项目，尽尽可能给给予了适适当的经经费投入入。在政政府、军军方的支支持下，也也出现了了大批专专著和译译著。大大量的学学术论文文也相继继涌现。上世纪纪90年代代初，这这一领域域在国内内才逐渐渐形成高高潮，并并开始出出现信息息融合系系统的实实际应用用，随后逐逐步在军军事和民民用的众众多领域域得到推推广。目目前新一一代舰载载、弹载载、机载载和各种种系统正正在向多多传感器器多目标标航迹融融合方向向发展。近几年年来，国国家越来来越重视视信息融融合技术术的发展展。20009年111月，由由中国航航空学会会主办的的首届全全国信息息融合年年会在山山东烟台台举行，来来自国内内航空、航天、船舶、电子等等领域的的多家单单位从事事信息融融合研究究与应用用的百名名专家学学者代表表参加了了会议，会会议内容容涉及信信息融合合基础理理论、信信息融合合算法、信息融融合技术术及信息息融合应应用等方方面。第第二届全全国信息息融合年年会将于于20110年66月在杭州州举行，全全国信息息融合年年会的举举办，进进一步加加强了我我国信息息融合领领域的交交流与合合作，必将对对今后我我国信息息融合事事业的发发展起到到积极的的推动作作用！尽管如如此，我我们所面面临的挑挑战和困困难还是十分分严峻的的，与国际先先进水平平技术相相比，在在信息融融合理论论与实践践方面还还存在着着较大的的差距，仍仍需加大大步伐，努力掌掌握先进进技术赶赶超其它它国家。1.3航航迹关联联与融合算算法发展展现状1.3.1航迹迹关联算算法发展展概况航迹关联联问题就就是确定定几个不不同传感感器的量量测信息息是否来来自同一一个目标标或者事事件。它它在信息融合合技术中中占有极极其重要要的地位位，是提提高多传传感器信信息融合合系统的的预警能能力和实实现自动动化信息息处理的的重要途途径和关关键技术术。航迹关联联主要应应用于分分布式融融合系统统中，其其处理过过程是：每个传传感器根根据自身身的信息息处理系系统，对对目标进进行状态态估计。并按照照一定的的时间，把把本传感感器的所所有航迹迹的状态态送给系系统的信信息处理理即融合合中心，在在信息处处理中心心经过坐坐标变换换和时空对对准，然后对各各局部航航迹进行行关联判判断，形形成系统统航迹。航迹关联联是分布布式多传传感器信信息融合合系统中中的一个个关键环环节，有有着潜在在的实用用价值和和明确的的应用前前景。目目前，国国内外研研究学者者和专家家对各种种航迹关关联的理理论和方方法都有有大量的的研究3-88。Sinngerr和Kaanyuuch首首先提出出了加权权航迹关关联算法法9-11。后来BBar-Shaalomm对该算算法中的的距离度度量提出出了修正正，即修修正航迹迹关联算算法112-113。Kossakaa等人研研究了最最近邻域域(NNN)法14。Boowmaan则运运用极大大似然(ML)估计描描述了航航迹关联联问题，CChanng和YYoueens基基于运筹筹学中的的经典分分配(CCA)15-16问题来来对航迹(测量)进行关关联。国内信信息融合合领域的的权威之之一何友友教授在上述前前人提到到的加权权关联法、修正关关联法、K-NN法法基础之之上，提提出了空空间和时时间联合合融合的的思想，在基于于似然比比检验上上引入了独立序贯贯航迹关关联和相关序序贯航迹迹关联法法177-188，并并在基于于双门限限信号检检测的基基础上提提出独立立和统计计双门限限法117、MKK-NN法法、修正正的K近近邻法19以及多多局部节节点情况况下的统统计航迹迹关联算算法。以以上方法法从数学学角度上上讲，均均属于统统计方法法。由于于目标分分布、传传感器测测量误差差、目标标运动模模型及信信息处理理方法等等因素的的影响，要要判别来来自部局部传传感器的的航迹是是否来自自一个目目标是相相当困难难的，特特别在目目标交叉叉、分岔岔、密集集等较多多的场合合。尤其其当系统统包含导导航较大大、传感感器有通信、校准等等延迟误误差时，统统计算法法将显得得力不从从心。何何友又将将模糊模模式识别别的思想想引入航航迹关联联问题，并并将影响响航迹关关联结果果的因素素进行分分类，由由此产生生了一系系列模糊糊类航迹迹关联算算法，文文献220-21中提到到了如模模糊双门门限法、基于模糊糊综合函函数的航航迹关联联法、多多因素模模糊综合合决策法法、基于于多局部部节点下下的模糊糊航迹法法。1.3.2航迹迹融合算算法发展展概况对多传感感器获得得的目标标航路信信息，如如何使来来自同一一个目标标的信息息融合为为一体，并并减少所所提供目目标信息息的噪声声值，这这就是航航迹融合合。其目目的是利利用多个个传感器器的测量量数据更更准确地地估计系系统状态态，解决航航迹求精精，提高高目标的的跟踪精精度。航迹融合合是多源源信息融融合理论论的一个个重要领领域，基基于航迹迹状态估估计的航航迹融合合算法也也日趋完完善和发发展。从融合中中心角度度考虑，可可以把航航迹融合合算法分分为两种种：一种种是基于于测量值值，另一一种是基基于各个个局部传传感器的的状态估估计值，即所谓谓的集中中式航迹迹融合和和分布式航航迹融合合。集中中式航迹迹融合算算法是将将各个传传感器的的测量值值进行数数据融合合，只有有一个融融合中心心。20世世纪700年代，Singer 22在假设各个状态估计相互独立情况下，首次提出多传感器航迹融合问题，标志着多传感器航迹融合算法研究的开始。在此基础上Bar-Shalom等人解决了在多传感器估计误差相互不独立情况下的多传感器航迹融合问题。随后，Willner提出的集中式多传感器Kalman滤波算法23、以及Chong提出的分层估计融合算法24。分布式航迹融合是非常有效的数据处理方法。它将大系统划分为多个小系统，从而改变全局最优估计的数据处理结构，便于计算机实时并行处理。其主要研究把融合估计如何分解为若干个局部估计，以及各个局部估计之间的组合问题。在此基础上，Bierman从数据值稳定性的角度考虑，提出了平方根信息滤波和平滑形式的分布式估计方法，Roy等研究了平方根并行卡尔曼滤波器，Castanon等则把这些研究成果推广到非线性系统中去。最近几年来，Hong研究了通信网络中具有不确定性的分布式多传感器融合方法。我国对信信息融合合航迹融融合算法法研究起步步较晚，始始于200世纪末末。在上上述研究究成果上上，何友友等人提出了了多坐标标系中的的分级式式、混合合式、带带反馈式式的航迹迹融合算算法。李李晓榕等等提出了了基于最最佳线性性无偏估估计和基基于加权权最小的的二乘估估计的融融合规则则。王志志胜等研研究了基基于非线线性系统统的最优优融合估估计理论论，提出出了非线线性信息息的统一一决策、测量模模型。金金学波等等提出了了相关估估计方差差说的分分布式融融合算法法。目前常采采用的航航迹融合合算法有有卡尔曼曼加权航航迹融合合、简单单凸组合合航迹融融合、协协方差加加权航迹迹融合、最优分分布式航航迹融合合算法、自适应应航迹融融合、模模糊航迹迹融合、利用伪伪点迹的航迹融融合，在在实际应应用过程程中，应应根据不不同的情情况，选选择合适适的算法法。1.4 本文的的主要研研究工作作及内容容安排航迹融合合是多传传感器信信息融合合中一个个重要分分支，在在海、陆陆、空作作战系统统中都得得到了广广泛的应应用。多多年来，许多研究工作者致力于此方面的研究，并取得了大量的研究成果。本文在这些成果的基础上，对目标跟踪以及数据融合中关键技术做深入探讨与实现。 本文基于于实际工工程背景景，研究究内容属属于某科科研项目目“网络化化探测系系统数据据融合技技术”的一部分分，利用用多部雷雷达组成成分布式式探测网网，对本本文采用用的交互互式多模模型滤波波算法、航迹关关联、航航迹融合合算法进进行软件件实现，并并模拟多多批航路路，进行行一系列列仿真分分析，来来证明算算法的有有效性。本文内容容安排如如下：第一章 首先概概述了本本论文的的研究背背景，并并简单介介绍了国国内外发发展现状状及航迹迹关联与与融合算算法的发发展概况况，最后后对本论论文研究究内容及及结构做出安排排。第二章 叙述了了多传感感器多目目标信息息融合技技术的基基本理论论，包括括定义、基本原原理、系系统结构构、技术术应用等，为为研究航航迹关联联、航迹迹融合算算法打下下理论基基础，并并对本论论文的研研究问题题及解决决思路进进行介绍绍。第三章 介绍了了目标跟跟踪领域域中的量测测预处理理技术，以及对目标跟踪中交互式多模型跟踪算法理解分析和编程实现，并通过仿真实例来证明算法的实用性，为后续研究航迹关联、融合算法提供了数据支持。第四章 详细分析析了用于于分布式式航迹关关联的加加权、修修正、独独立序贯贯航迹关联联算法，以及将独立序贯法编程实现，并当目标交叉、分叉或密集情况下，进行仿真实验，验证了算法的可行性。第五章 在航迹迹关联的的基础上上，对目目标状态态进行融融合处理理，总结结分析了常见的集集中式和和分布式式融合算算法，以以及对无无反馈最最优分布布式航迹迹融合算算法编程程实现，并并模拟多多批航路路，通过过仿真实实验来验证算算法的可可靠性。第六章 总结论文文的研究究工作，指指出论文文的不足足之处并并对今后后的研究究方向做做出展望望。2 多传感器器多目标标信息融合合理论基础础信息融合合是200世纪770年代代提出来来的，在在80年代代形成和和发展起起来的一一种自动动化信息息综合处处理技术术。它充充分利用用多源的的信息的的冗余互互补性和和电子计计算机的的高速运运算与智智能处理理来提高高结果信信息的质质量。随随着计算算机技术术、通信信技术的的快速发发展，且且日趋紧紧密地互互相结合合，加之之军事应应用的特特殊迫切切需求，作作为信息息处理的的新兴技技术信息融合合技术，在在近100年中得得到了惊人的发展并并已进入入诸多军军事应用用领域。由于在在军用和和民用都都有广阔阔的应用用潜力，各国政府和科研院所都投入大量的人力、物力、财力进行广泛的研究。本章就对信息融合的定义、模型结构、技术方法等一一介绍，为论文的后续研究打下理论基础。2.1信信息融合合的定义义近二十年年来，信信息融合合技术得得到了普普遍的应应用与发发展，融融合一词词几乎不不被限制制地被众众多领域域所引用用，正由由于应用用范围的的广泛性性和多样样性，各各个研究究领域会会按照自自己的理理解给出出不同的的定义，从从而很难难给出一一个统一一的定义义。由于信息息融合最最早用于于军事领领域，目目前能被被普遍接受受的有关关信息融融合的定定义，是是19991年由由美国三三军组织织实验室室理事联联合会JJDL（JJoinnt DDireectoors of Labboraatorriess）提出出来的25，并于于19994年由由澳大利利亚DSSTO加加以扩展展的。它它把信息息融合定定义为一一个处理理探测、互联、相关、估计以以及组合合多源信信息和数数据的多多层次多多方面的的过程，以以便获得得准确的的状态和和身份估估计、完整而而及时的的战场态态势和威威胁估计计，为指指挥员提提供有用用的决策策信息。根据国外外研究成成果，也也有专家家学者把信信息融合合这样确确切的概概括：信信息融合合是利用用计算机机技术将将来自多多个传感感器或多多源的观观测信息息进行分分析、综综合处理理，从而而得出决决策和估估计任务务所需的的信息的的处理过过程。也可以这这么认为为，信息息融合是是指把多多个同类类或异类类的信息息源所提提供的局局部观测测量加以以综合，消消除信息息之间的的冗余和和矛盾，利利用信息息的互补补，形成成对环境境的相对对完整一一致的感感知描述述，其目目的是获获得精确确的被测测目标的的状态、一致性性估计、完整的的实时评评价。综合考虑虑以上两两个定义义，可以以把信息息融合简简单地定定义为将将来自多多传感器器或多源源的信息息和数据据进行综综合处理理，从而而得到更更为准确确可信的的结论。由于早期期的融合合方法是是针对数数据的，也有文献把信息融合叫做数据融合，但其内涵更广泛、更确切、更合理，也更具有概括性。不仅包括数据，而且包括了信号和知识。2.2信信息融合合的基本本原理人是一个个很复杂杂并且自自适应能能力很强强的多源源信息融融合系统统。多源源信息融融合的原原理就如如同人感感知世界界万物一一样，人人的各个个器官比比如耳、眼、鼻鼻子、嘴嘴巴等就就是多个个功能不不同的传传感器，人自然而然地把这些多传感器感知的信息进行组合起来，并使用先验知识去估计周围环境和正在发生的各种各样的事情。单靠单一的感知器官，对事物的估计常会出现偏差甚至错误，“盲人摸象”的故事就是这个道理。由于人类感知器官具有不同的度量特征，因而可以感知出不同范围内的物理现象，这一过程是非常复杂的，但也是自适应的。