论文关键词：信息融合　数据关联　性能评估

　　论文摘要：随着传感器技术的不断发展，传感器在现代战争中得到广泛的应用。越来越多的信息使得信息融合成为未来战场计算机领域的研究重点。文中首先就当前的多种数据关联方法进行了研究，并进行实验。在对实验数据进行比较的基础上分析各种关联方法的性能状况。

　　Key words: Information fusion, Data association, Ability evaluation.

　　Abstract: .With the continuing development of sensor technique, it has been widely used in modern wars. More and more information has resulted in that information fusion must be thought much in the information area of future battle. Firstly in the paper, we do some researches in many methods of data association and do many experiments then evaluate their abilities based on the result of comparing their data.

　　0 引言

　　在现代化的战争中，信息融合作为一种新技术正被提到更加重要的位置。通过信息融合将收集到的信息进行处理，可以得到全面的战场态势。数据关联作为融合一个必备过程，对融合效果优劣起着重要作用。

　　随着计算机技术的发展，人们对数据关联的问题进行了大量的研究，到目前为止，已经有许多的数据关联算法。例如最近邻数据关联(MNN)，概率数据关联(PDA)，联合概率数据关联(JPDA)，模糊数据关联(FDA)等。

　　关联方法多种多样，其各自的效果和适用环境也各不相同，如何快速找到最适合的关联方法才是我们最需要的，这里我们将多种方法加以比较，并对其性能进行了评估。

　　1 最近邻数据关联(NNDA)

　　至今为止，许多数据关联算法都已经可以实现较好的关联，其中最近邻数据关联(Near Neighbor Data Association)算法是提出最早，也是最简单的一种方法，但是在一定情况下却是最有效的。它是在1971年由Singer等人提出来的。最早应用在美国早期的TWS雷达(AWG-9)上。这种方法首先设置关联门以限制潜在的决策数目，由关联门初步筛选所得到的回波成为候选回波。关联门是跟踪空间中的一块子空间，中心位于被跟踪目标的预测状态，其大小的设计应保证在一定概率程度上能够接收到正确回波。最近邻法所选择的一般是落入关联门内并且离被跟踪目标预测位置最近的点迹。通常根据统计距离进行判定。

　　通过分析不难发现，最近邻数据关联主要适用于跟踪域内存在的但目标或目标数较少时的情况，或者说只用于对稀疏目标环境的目标跟踪。主要优点是：运算量小，易于实现。主要缺点是：环境局限性较大。

　　统计距离的定义：

　　假设在第k次扫描之前，已经建立了N条航迹。第k次新观测为Z j(k)，j=1,2,…,N。在第i条航迹的关联门内，观测j和航迹i的差矢量定义为测量值和预测值之间的差，即滤波器残差，

　　其中H为观测矩阵，设S(k)是e ij(k)的协方差矩阵。则统计距离(平方)为

　　它就是判断最近邻点的度量标准。

　　2 概率数据关联(PDA)

　　概率数据关联(Probability Data Association)是由Bar-Shalom和Jaffer于1972年提出的。我们知道，通过关联门过滤后，可能还有很多回波，即我们所说的有效回波。概率数据关联认为：只要是有效回波，就都有可能是源于目标，只是每个回波源于目标的概率有所不同。PDA方法利用了跟踪门内的所有回波以获得可能的后验信息，并根据大量的相关计算得出各概率加权系数及其加权和，然后更新目标状态。

　　在第1次到第k次扫描所获得的全部有效回波已知的情况下，第k次扫描时，第i个回波(i=1,2,3,…, m k)均为正确回波的概率，称之为正确关联概率，用Pi(k)来表示，

　　　式中：θi (k)----第k次扫描第i个回波为正确回波的事件；

      Z k----第1次到第k次扫描所获得的全部有效回波的集合；

      m k---第k次测量所获得的回波数目。

　　根据全概率公式，目标在k时刻的状态估计，即均方意义下的最优估计为

　　其中， ，i=1,2,…,mk,是有效回波皆来自目标的条件下的目标状态估计值； 是回波来自干扰或杂波情况下的目标状态估计值。

　　关联概率是衡量有效回波对目标状态估计所起作用的一种度量。概率数据关联并不是真正确定哪个有效回波真的源于目标，而是认为所有有效回波都有可能来自目标或杂波 ，在统计的意义上计算每个有效回波对目标状态估计所起的作用，并以此为权重给出整体目标估计值。