陳 曦，夏宇垠，李娟慧，吳一明，趙巾衛(wèi)

（中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京210007）

0 引言

衛(wèi)星探測技術(shù)的廣泛應用，獲取了大量可深入挖掘的數(shù)據(jù)信息。把不同目標的信息融合一起，將會增加信息的不確定性，因此必須進行目標關(guān)聯(lián)處理。目標關(guān)聯(lián)就是將不同時刻或不同來源獲取的數(shù)據(jù)信息進行比較，判斷其是否來自于同一目標的過程。

國內(nèi)外學者提出了大量的目標關(guān)聯(lián)算法，且許多算法已在多領(lǐng)域得到了廣泛應用[1-5]。根據(jù)待關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，目標關(guān)聯(lián)對象可分為電子信息與電子信息、電子信息與圖像信息、圖像信息與圖像信息等數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。而根據(jù)待關(guān)聯(lián)目標個數(shù)，目標關(guān)聯(lián)可分為獨立目標之間的關(guān)聯(lián)和多目標之間的關(guān)聯(lián)[6]。根據(jù)文獻[7]的分類方法，目標關(guān)聯(lián)也可分為依據(jù)目標位置信息的關(guān)聯(lián)、依據(jù)目標屬性信息的關(guān)聯(lián)以及結(jié)合目標位置、屬性信息的關(guān)聯(lián)。

依據(jù)目標位置信息的關(guān)聯(lián)方法是據(jù)其位置相似性進行判別的關(guān)聯(lián)算法?；谶\動狀態(tài)信息的關(guān)聯(lián)算法往往先對目標的運動模型進行建模，然后計算預測與實測數(shù)據(jù)的位置信息相似性來進行關(guān)聯(lián)判決。主要有最近鄰算法[8]（NN）、多假設(shè)跟蹤算法[9]（MHT）、基于模糊邏輯的方法以及基于濾波跟蹤的方法。最近鄰算法是依據(jù)某一相似性評估判據(jù)，計算實測數(shù)據(jù)與待關(guān)聯(lián)目標預測位置的相似性程度，將最接近預測位置的實測數(shù)據(jù)作為該目標的關(guān)聯(lián)點，該方法受干擾影響會出現(xiàn)錯誤關(guān)聯(lián)。多假設(shè)跟蹤法是根據(jù)目標的先驗信息，對待關(guān)聯(lián)目標航跡與數(shù)據(jù)點之間產(chǎn)生多種關(guān)聯(lián)假設(shè)，然后選取最優(yōu)的關(guān)聯(lián)假設(shè)?；谀：壿嫷姆椒ㄍǔ糜诙嗄繕岁P(guān)聯(lián)。文獻[10]利用模糊C均值聚類（FCM）進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理，通過建立隸屬函數(shù)，計算數(shù)據(jù)與目標的隸屬度作為關(guān)聯(lián)判決?；跒V波跟蹤的方法主要是利用預測值與目標的真實量測進行關(guān)聯(lián)。典型的濾波方法有擴展卡爾曼濾波、粒子濾波等。

依據(jù)目標屬性信息的關(guān)聯(lián)方法主要比較目標屬性信息的匹配度，以此作為關(guān)聯(lián)判決，利用屬性信息解決目標關(guān)聯(lián)中位置信息的不確定性。文獻[11]提取目標的多個特征信息并進行相融合處理，然后基于融合處理后的特征對目標進行關(guān)聯(lián)。

上述目標關(guān)聯(lián)方法中，針對結(jié)合目標位置和目標配屬輻射源電子特征信息進行目標關(guān)聯(lián)的研究相對較少，目標關(guān)聯(lián)仍存在一定的模糊性。本文重點研究基于輻射源電子特征信息的目標關(guān)聯(lián)，提出一種利用位置關(guān)聯(lián)性和計算特征信息隸屬度的方法對輻射源信息與目標之間存在的潛在關(guān)系進行關(guān)聯(lián)分析并以此進行目標識別的方法，其實現(xiàn)簡單，獲得的結(jié)果可以直接參與后續(xù)綜合處理。

1 輻射源識別結(jié)果與目標特征關(guān)聯(lián)關(guān)系表征

輻射源電子信息可用于進行電子目標關(guān)聯(lián)分析，主要是將當前輻射源與已接收到的電子目標進行關(guān)聯(lián)比對，判別當前輻射源是否配屬于已接收目標。

1.1 輻射源與目標識別關(guān)聯(lián)處理

利用一定的關(guān)聯(lián)方法可將輻射源的識別轉(zhuǎn)化為對目標的識別。這些關(guān)聯(lián)方法反映特定地域或特定時間段內(nèi)輻射源與目標之間的潛在關(guān)系。這種潛在的關(guān)系能夠為后續(xù)的目標識別提供有效的先驗信息，提高可能的目標的識別置信度。根據(jù)輻射源特征與目標特征隸屬度關(guān)系，利用獲得目標的識別置信度進行決策判別，結(jié)果有如下2種形式：

1）最大置信度目標

選取計算后獲得的最大置信度的目標作為唯一識別結(jié)果。

2）多輻射源目標

選取所有可能匹配目標輻射源作為識別結(jié)果集，不同輻射源對應目標的識別置信度賦值即為計算獲得的識別置信度結(jié)果。對于無法判斷的目標類型或不確知目標類型，作為不確定目標或新目標加入目標庫列表中。

1.2 多輻射源多目標綜合關(guān)聯(lián)

多輻射源目標綜合關(guān)聯(lián)處理通過目標識別庫，完成具有多輻射源的目標識別分析，主要通過對位置相近的多個輻射源進行分析，依據(jù)參數(shù)隸屬度等一定準則判斷這些目標是否配屬于同一目標，并識別目標類型。

2 目標關(guān)聯(lián)分析處理流程

2.1 目標關(guān)聯(lián)分析處理主要流程

目標關(guān)聯(lián)分析處理主要流程如圖1所示。具體描述如下：

1）獲取待處理的當前輻射源的數(shù)據(jù)；

2）將當前輻射源與已接收電子目標庫中的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析；

3）如果當前目標是新目標，賦予當前目標新的目標編號，將目標寫入目標列表中，處理結(jié)束；

4）如果當前目標不是新目標，將關(guān)聯(lián)成功的目標編號賦予當前目標，處理結(jié)束。

圖1 目標關(guān)聯(lián)分析處理流程圖

2.2 目標關(guān)聯(lián)分析處理詳細流程

目標關(guān)聯(lián)分析的作用主要是將當前輻射源和已有目標進行關(guān)聯(lián)分析，生成電子目標數(shù)據(jù)；根據(jù)新接收目標信息更新數(shù)據(jù)庫中目標信息，完成庫信息維護。

目標關(guān)聯(lián)分析處理詳細流程如圖2所示。描述如下：

圖2 目標關(guān)聯(lián)分析處理流程

1）獲取當前需要處理的目標A的位置信息、參數(shù)信息和型號信息；

2）在目標庫中獲取位置與A相近、參數(shù)也與A相近的電子目標，組成集合M；

3）如果M為空，則A是新電子目標，將A寫入目標庫表中，賦予目標編號，處理結(jié)束；

4）如果M不為空，取M中距離與A最近的一個電子目標B，計算A和B的參數(shù)隸屬度；

5）如果參數(shù)隸屬度大于等于門限，則A與B關(guān)聯(lián)成功，將B的電子目標批號賦予A，處理結(jié)束；

6）如果參數(shù)隸屬度小于門限，則A和B關(guān)聯(lián)失敗，將B從M中刪除，轉(zhuǎn)到3）。

計算輻射源與目標參數(shù)隸屬度的算法見下一節(jié)所示。分別計算輻射源和目標每一種參數(shù)模式下的載頻、重頻、脈寬的隸屬度，只有當3種參數(shù)隸屬度均大于門限時才能判定目標與目標參數(shù)模式關(guān)聯(lián)成功。如果輻射源與目標有一種參數(shù)模式關(guān)聯(lián)成功，則認為該輻射源與目標關(guān)聯(lián)成功。

3 參數(shù)隸屬度計算方法

選擇輻射源典型特征信息參數(shù)頻率、重頻、脈寬等開展參數(shù)隸屬度計算準則分析。

3.1 頻率固定類型

如果當前輻射源是頻率固定類型，其頻率中心值為f0，目標也是頻率固定類型，其頻率中心值為f，當前輻射源與已知目標的頻率差值Δf=|f-f0|，則基于頻率隸屬度的定義為：

式中，fε是由系統(tǒng)誤差和測量誤差確定的頻率容差。

3.2 重頻隸屬度計算方法

如果當前輻射源是重頻固定類型，其重頻中心值為Tr0，目標也是重頻固定類型，其重頻中心值為Tr，當前輻射源與目標重頻差值ΔTr=|Tr-Tr0|，則基于PRI隸屬度的定義為：

式中，Trε是由系統(tǒng)誤差和測量誤差確定的脈沖重復周期測量容差。

3.3 脈寬隸屬度計算方法

如果當前輻射源是單脈寬類型，其脈寬中心值為τ0，目標也是單脈寬類型，其脈寬中心值為τ，當前輻射源與目標的脈寬差值Δτ=|τ-τ0|，則基于脈寬隸屬度的定義為：

式中，τε是由系統(tǒng)誤差和測量誤差確定的脈寬容差。

4 仿真實驗分析

根據(jù)上述目標關(guān)聯(lián)分析處理方法，構(gòu)建典型輻射源數(shù)據(jù)，待關(guān)聯(lián)合批后輻射源數(shù)據(jù)共263條，目標庫存儲共16型目標數(shù)據(jù)，開展仿真計算分析，可得到目標關(guān)聯(lián)分析結(jié)果如表1所示。

表1 目標關(guān)聯(lián)分析處理流程

由上述仿真結(jié)果可知，關(guān)聯(lián)成功輻射源個數(shù)為238個，目標關(guān)聯(lián)分析正確率為90.5%。

5 結(jié)束語

利用特征信息（參數(shù)）隸屬度的目標關(guān)聯(lián)分析方法是基于一定理論分析和工程經(jīng)驗得出的相對有效的方法，仿真實驗結(jié)果表明，該方法通過設(shè)置合理的判據(jù)準則和閾值，能夠適用于相對復雜場景下基于輻射源數(shù)據(jù)的目標關(guān)聯(lián)分析，并且具有較好的性能。