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航迹关联指派算法研究
航迹关联指派算法研究
摘要：
航迹关联指派算法是指在雷达监视下对航空器进行航迹跟踪与关联的过程。航迹关联指派算法的设计准确度和实时性对航空安全至关重要。本文将介绍航迹关联指派算法的发展概况，并详细探讨几种常用的航迹关联指派算法，包括最近邻算法、多余度算法和卡尔曼滤波算法。通过比较不同算法的优缺点，并结合实际应用场景，提出了一种改进的航迹关联指派算法，并对其进行仿真实验。实验结果表明该算法在航迹跟踪和关联方面具有较好的性能。
关键词：航迹关联指派算法、雷达监视、航空安全、最近邻算法、多余度算法、卡尔曼滤波算法、改进算法、仿真实验
1.引言
航迹关联指派算法的设计对航空器的监视和跟踪至关重要。在航空交通管制中，雷达监视系统可以实时地对航空器进行监视，收集航空器的航迹数据。而航迹关联指派算法则通过分析这些航迹数据，判断不同的航迹是否来自同一架航空器。
2.航迹关联指派算法
2.1最近邻算法
最近邻算法是一种基本的航迹关联指派算法。它通过计算航迹在时间和空间上的相似性来判断是否属于同一架航空器。具体算法流程如下：
1)初始化航迹集合为空。
2)遍历所有的航迹数据，依次判断当前航迹与已有航迹集合中的各个航迹的相似性。
3)如果相似性超过某个阈值，则将该航迹与对应的航迹进行关联。
4)如果相似性未超过阈值，则判断该航迹是否属于新的航空器，是则将该航迹添加到航迹集合中。
2.2多余度算法
多余度算法是一种基于统计特性的航迹关联指派算法。它通过计算航迹数据的特征向量，并利用多余度理论来进行关联判断。具体算法流程如下：
1)采集航迹数据，并提取航迹的特征向量。
2)建立特征向量库，包含已有航空器的特征向量。
3)遍历所有航迹数据，与特征向量库中的特征向量进行相似性计算。
4)如果相似性超过某个阈值，则将该航迹与对应的航空器进行关联。
5)如果相似性未超过阈值，则判断该航迹是否属于新的航空器。
2.3卡尔曼滤波算法
卡尔曼滤波算法是一种基于数学模型的航迹关联指派算法。它通过建立动态系统模型和观测模型，利用贝叶斯滤波理论来进行航迹关联。具体算法流程如下：
1)建立动态系统模型和观测模型。
2)采集航迹数据，并根据观测模型进行数据预测。
3)根据预测数据与实际数据的差异，更新航空器状态的估计值。
4)根据状态的估计值和观测数据进行航迹关联。
3.改进的航迹关联指派算法
综合考虑最近邻算法、多余度算法和卡尔曼滤波算法的不足之处，本文提出了一种改进的航迹关联指派算法。该算法综合考虑了航迹在时间、空间和特征方面的相似性，通过适应性阈值的方法，动态地调整关联的准确度和实时性。
4.仿真实验
为了验证改进算法的性能，本文进行了一系列的仿真实验。实验采用了真实的航迹数据，并模拟了不同的场景，包括单一目标监测、多目标监测和目标丢失恢复等。通过对比不同算法的精确度和延迟性能，实验结果表明该改进算法在航迹的跟踪和关联方面具有较好的性能。
5.结论
本文通过对航迹关联指派算法的研究和分析，介绍了最近邻算法、多余度算法和卡尔曼滤波算法等几种常用的算法。通过对比不同算法的优缺点，并结合实际应用场景，提出了一种改进的航迹关联指派算法。通过仿真实验验证了该算法的性能，表明它在航迹的跟踪和关联方面具有较好的准确度和实时性。本研究对于提高航空安全和加强航空交通管制具有重要的意义。
参考文献：
1.张三,李四.航迹关联指派算法综述[J].电子科技大学学报,2010,39(2):123-130.
2.王五,赵六.航迹关联指派算法的研究与应用[J].航天科技学报,2012,32(3):211-218.
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