3 联合概率数据关联(JPDA)
联合概率数据关联(Joint Probability Data Association)是Bar-shalom和他的学生在PDA的基础上提出的,它是对PDA的一种推广,它不需要任何关于目标和杂波的先验信息。是在杂波环境中对多目标进行跟踪较好的方法之一。
基本思想:测量落入跟踪门相交区域的情形,对应某些观测可能源于多个目标,JPDA的目的就是计算每一个观测与其可能的所有目标的关联概率,且认为所有的有效回波都可能源于每个特定目标,只是它们源于不同目标的概率不同。
建立线性状态方程和测量方程描述的混合系统:
其中X(k)和Z(k)分别表示k时刻的状态和观测向量;F,H分别表示k时刻的状态转移矩阵和观测矩阵;V(k)和W(k)是零均值相互独立的白色高斯噪声。
其中:m k表示在k时刻确认的测量个数;β j t(k)为第j个测量与目标t关联的概率, 为在k时刻第j个测量对目标t进行滤波所得到的状态估计。
4 其它关联方法
随着数据关联技术的发展,衍生出了许多的算法,如:全局最邻近数据关联、简易联合概率数据关联(CJPDA)、模糊数据关联(FDA)、最近邻联合概率数据关联(NNJPDA)、最大似然数据关联(MLDA)等。这里不一一介绍。
虽然产生了大量关联算法,但是许多算法需要进行大量的计算和存储,过度依赖先验信息及发杂性等都限制其性能。在这里我们就对以上几种方法进行性能评估。
5 实际数据评价及结论
本次性能评价利用了两组实际雷达数据,分别由一部海岸雷达和一部空中管制雷达获得。
测试目标为的状态:速度为500km,转弯加速度为1g。
实际测试过程中所用到的方法包括NNDA、PDA、JPDA、NNPDA等各种方法,评价目的在于检验多种数据关联方法的性能,并对其进行比较。
第一组数据是由一部海岸雷达获得的,它主要用于远距离空中防御和导航。在进行实际测试期间,该雷达工作状态如下:
扫描速率:5 r / min ;
频率:1215 ~ 1400 MHz ;
距离:410KM ;
发现概率:90% ;
脉冲宽度:2 μs ;
波束宽度:2°。
在第一组数据中,我们定义如下性能指标:
NT :确认的真实航迹数。
NF :确认的假航迹数。
LT :以扫描次数表示的航迹持续时间,或航迹寿命。
LF :以扫描次数表示的假航迹寿命。
RMC :误相关率(误相关数与航迹寿命的比值)。
TE :执行时间。