多源信息融合技术的起源发展与研究应用
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究随着信息技术的不断发展,信息量的爆炸性增长已经成为了大势所趋。
如何从海量的信息中准确、高效地提取有效信息成为了信息处理领域面临的重要挑战。
多源信息融合技术因其能够整合多种来源的信息、提高信息的准确性和可靠性,对于解决信息处理领域中的诸多问题具有重要意义。
本文将从多源信息融合技术的基本概念入手,介绍其应用领域和研究现状,以及未来的发展趋势。
一、多源信息融合技术的基本概念多源信息融合技术是指将来自不同来源的信息进行整合、分析和处理,以获得更加全面、准确和可靠的信息。
这些不同来源的信息可以是来自于传感器、数据库、互联网、社交网络等多种渠道。
多源信息融合技术的关键在于如何将这些信息整合起来,进行有效的处理和分析,从而得到更有价值的信息。
多源信息融合技术的基本过程包括数据获取、数据融合、信息提取和决策制定。
首先是通过各种手段和渠道获取来自不同来源的数据,然后将这些数据进行融合,消除重复和冗余信息,以及解决数据之间的不一致性。
接着对融合后的数据进行分析和处理,提取出有用的信息,最终进行决策制定。
多源信息融合技术的目的就是帮助人们更好地理解和利用海量的信息,做出更加准确和及时的决策。
二、多源信息融合技术的应用领域多源信息融合技术的应用领域非常广泛,涵盖了军事、情报、环境监测、医疗健康、交通管理、金融等多个领域。
军事和情报领域是多源信息融合技术最早得到广泛应用的领域之一。
军事情报工作需要从各种不同来源获取的情报数据,包括卫星图像、无人机监视、电子情报等,这些信息需要进行整合和分析,以支持决策制定和作战指挥。
多源信息融合技术在这一领域的应用可以帮助军事人员更好地理解战场态势,提高作战效果。
环境监测领域也是多源信息融合技术的重要应用领域之一。
环境监测需要从多个传感器和监测设备获取大量的数据,包括气象数据、水质数据、空气质量数据等。
通过多源信息融合技术,可以将这些来自不同来源的数据进行整合,分析环境变化趋势,及时预警环境风险,保护环境和人类健康。
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究随着信息化时代的到来,信息的获取和利用变得异常重要,多源信息融合技术由此应运而生。
多源信息融合技术是指从不同来源获得的数据中提取信息,并对这些信息进行分析、融合和处理的技术。
它可以帮助人们更好地理解和利用各种信息资源,提高决策的准确性和效率,大大拓展了信息的应用范围。
本文将深入探讨多源信息融合技术及其应用研究,希望能更好地了解这一领域的发展和应用。
一、多源信息融合技术的基本原理多源信息融合技术的基本原理包括数据融合、特征融合、决策融合三个方面。
数据融合是指将来自不同数据源的信息进行整合和统一处理,得到更加全面、准确的信息。
数据融合技术可以包括数据清洗、数据集成、数据转换等过程。
数据融合能够整合不同传感器、不同平台、不同领域的数据,实现信息共享和协同处理,提高信息的可信度和准确性。
特征融合是指对从不同数据源融合而来的特征进行加权合成,产生更有利于决策的新特征。
特征融合技术能够有效地提取出数据中隐藏的有用信息,帮助用户更好地理解数据背后的规律和趋势。
决策融合是指将从不同数据源融合而来的决策进行合并,产生更加明晰的综合决策。
决策融合技术可以帮助用户更好地理解不同数据源的决策,找出其中的共性和差异,从而形成更加全面和准确的综合决策。
以上三种融合技术相互配合,形成了多源信息融合技术的核心原理和方法。
它们可以将各种异构的数据融合为一体,实现信息的全面分析和利用,提高数据的获取和利用效率,拓展了信息的应用领域。
多源信息融合技术具有广泛的应用价值,可以在许多领域发挥重要作用。
1. 情报分析领域:情报分析是将来自不同来源的情报进行融合分析,以便更好地理解和利用情报。
多源信息融合技术可以帮助情报分析人员更好地整合和分析不同来源的情报,提高情报分析的准确性和及时性。
2. 图像识别领域:图像识别是利用计算机对图像进行分析和识别的技术。
多源信息融合技术可以将来自不同传感器和不同光谱的图像进行融合处理,得到更加综合和准确的图像信息,提高图像识别的可靠性和精度。
多源信息融合技术的起源发展与研究应用

多源信息融合技术的起源发展与研究应用针对这个问题,人们开始研究如何将多源信息进行融合,以实现更准确、全面地获取有用的知识。
最初的研究工作主要集中在将来自不同传感器的数据进行整合,以提高数据处理和分析的效率。
例如,将雷达和红外传感器的数据进行融合,可以更准确地探测目标的位置和运动轨迹。
这些研究工作为多源信息融合技术的理论基础奠定了基础。
多源信息融合技术的研究应用广泛。
在智能交通系统中,多源信息融合技术可以整合来自交通监控摄像头、交通信号灯和车载传感器的数据,实时监测交通拥堵情况,提供出行建议。
在环境监测中,多源信息融合技术可以整合来自空气质量传感器、温湿度传感器和气象站的数据,分析环境污染状况,预测空气质量趋势。
在医学领域,多源信息融合技术可以整合来自电子病历、医学影像和生理传感器的数据,辅助医生进行诊断和治疗决策。
在金融领域,多源信息融合技术可以整合来自股票交易数据、新闻报道和社交媒体的数据,分析市场行情,预测股票价格走势。
这些应用都使得多源信息融合技术成为当今科技领域的热门研究方向。
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究随着信息技术的快速发展,多源信息融合技术成为了信息处理领域的研究热点之一。
多源信息融合技术是将来自不同源头的信息加以整合和处理,以获得更准确、完整和可靠的信息。
本文将介绍多源信息融合技术的基本原理和几种常见的应用领域。
多源信息融合技术的基本原理包括信息源建模、信息源选择、信息匹配和信息融合。
信息源建模是指对不同来源的信息进行建模和描述,以便能够对其进行整合和处理。
信息源选择是指根据不同的需求和目标选择合适的信息源进行融合。
信息匹配是指将不同信息源中的相似或相关的信息进行匹配和关联。
信息融合是指将匹配的信息整合为一个整体,以获得更准确和完整的信息。
多源信息融合技术在许多领域都有广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是情报分析。
情报分析是指收集、整合和分析各种情报信息,以便能够进行准确的情报预测和决策。
多源信息融合技术可以将来自多个情报来源的信息进行整合,以提供更全面和准确的情报。
另一个应用领域是智能交通系统。
智能交通系统需要从各种传感器、监控设备和数据来源中获取信息,并将其整合为实时的交通状况。
多源信息融合技术可以将来自不同来源的交通数据进行整合和分析,以提供准确和实时的交通信息,帮助交通管理和规划。
多源信息融合技术还可以应用于环境监测和预测。
环境监测需要从各种传感器和数据来源中收集环境数据,并进行预测和分析。
多源信息融合技术可以将来自不同传感器的环境数据进行整合,以提供准确和可靠的环境监测和预测。
多源信息融合技术还可以应用于军事侦察、医学诊断、金融分析等领域。
在军事侦察中,多源信息融合技术可以将来自不同侦察设备的情报数据进行整合和分析,帮助作战决策。
在医学诊断中,多源信息融合技术可以将来自不同医学检测设备的数据进行整合和分析,提供准确的诊断结果。
在金融分析中,多源信息融合技术可以将来自不同金融数据来源的数据进行整合和分析,帮助投资决策。
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究1. 引言1.1 背景介绍多源信息融合技术是指利用不同传感器或数据源获取的多种信息,通过合理的融合方法和算法将这些信息整合在一起,以提高信息的准确性、完整性和可靠性。
随着信息技术的不断发展和应用领域的拓展,多源信息融合技术在图像处理、目标跟踪、情报分析等领域得到了广泛的应用。
随着信息技术的飞速发展,信息的来源也变得越来越多样化和复杂化。
传统的单一传感器或数据源往往无法满足对信息的全面获取和准确分析的需求,因此多源信息融合技术应运而生。
该技术通过整合多源信息,不仅可以提高信息的可靠性和精度,还可以实现对信息的更加全面和深入的理解。
在军事、安全、医疗、交通等领域,多源信息融合技术已经得到了广泛的应用。
通过将不同传感器获取的信息进行融合,可以提高情报的准确性和及时性,为决策提供更加全面的依据。
在医疗领域,多源信息融合技术也可以帮助医生更准确地诊断疾病,提高治疗效果。
多源信息融合技术具有重要的理论和实际意义,对于促进信息技术的发展和应用具有重要作用。
本研究旨在探讨多源信息融合技术的方法和应用,为相关领域的研究和实践提供理论支持和参考依据。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨多源信息融合技术在不同领域中的应用情况,分析其优势和局限性,并寻找改进方法。
通过深入研究多源信息融合技术的方法与算法,可以帮助我们更好地理解不同信息源之间的关联性,提高信息处理的效率和准确性。
研究多源信息融合在图像处理、目标跟踪和情报分析等领域的具体应用,可以为相关领域的技术发展提供参考和指导,促进技术的创新和进步。
通过对多源信息融合技术的研究和应用探讨,我们可以更好地应对信息爆炸时代带来的挑战,实现对大量信息进行有效整合和利用,从而为各行业的发展和进步提供有力支持。
1.3 研究意义多源信息融合技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高信息利用效率:不同信息源包含的信息可能存在冗余或互补的情况,通过多源信息融合技术,可以将各个信息源的优势进行整合,减少冗余信息,提取出更为有效的信息,从而提高信息的利用效率。
多源数据融合技术及其应用研究

多源数据融合技术及其应用研究一、引言随着大数据时代的到来,数据的规模和复杂程度越来越高,单一数据源已经不能满足对数据的需求。
为了更好地利用数据,多源数据融合技术应运而生。
这一技术将不同来源的数据整合起来,以提供更为全面、准确的信息。
本文将探讨多源数据融合技术的定义、特点、应用等方面的问题。
二、多源数据融合技术的定义和特点多源数据融合技术是指将来自不同数据源的信息整合到一个共同数据库中,以便更有效地利用这些信息。
这一技术的目的是消除信息孤岛,使用户能够从各个角度获得数据。
多源数据融合技术不仅可以提高信息的准确性和时效性,还可以降低信息获取的难度。
多源数据融合技术包括三个主要的步骤。
首先,将来自不同数据源的信息传送到多源数据融合系统中。
其次,将信息进行预处理和整合,以消除冗余数据和不同数据源之间的不一致性。
最后,为最后用户提供数据的查询和更好的数据可视化。
多源数据融合技术的特点主要包括以下几个方面。
首先,多种类型的数据具有不同的特点,涉及到数据的语言、格式、粒度等方面。
其次,数据来自多个不同的来源,包括传感器、社交媒体和互联网。
最后,数据的质量和时效性也是多源数据融合技术的重要问题。
三、多源数据融合技术的应用多源数据融合技术在各个领域都有着广泛的应用。
本节将以可视化分析、医学图像处理和地震预测为例,探讨多源数据融合技术在不同领域的应用情况。
1. 可视化分析可视化分析是多源数据融合技术的主要应用之一。
在商业领域中,可视化分析可以帮助决策者更好地理解市场、客户和产品趋势。
在政府领域中,可视化分析可以用于预测自然灾害、监测城市运行情况和管理公共安全。
2. 医学图像处理医学图像处理是多源数据融合技术的另一个重要应用领域。
医学图像处理技术可以帮助医生更准确地诊断病症。
多源数据融合技术将来自多个影像系统的图像合并起来,从而提高诊断的准确性和时效性。
3. 地震预测地震预测是多源数据融合技术在地球科学领域的主要应用之一。
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究【摘要】本文从多源信息融合技术的概念和应用出发,分析了其在目标跟踪、智能决策、舆情分析和医疗诊断等领域的具体应用研究。
通过综合不同信息源的数据,多源信息融合技术能够提高信息的准确性和完整性,为决策制定提供更多可能性。
未来,随着人工智能和大数据技术的不断发展,多源信息融合技术将迎来更广阔的应用前景,为各个领域带来更多创新和进步。
本文旨在探讨多源信息融合技术在不同领域中的价值和意义,为相关研究和实践提供有益参考。
【关键词】多源信息融合技术、研究背景、研究意义、目标跟踪、智能决策、舆情分析、医疗诊断、发展趋势、应用前景、多元数据、数据融合、决策支持、情报分析、信息整合。
1. 引言1.1 研究背景传统的信息处理方法往往只针对单一类型的信息进行分析和处理,难以满足实际应用中对多源信息融合的需求。
而多源信息融合技术正是为了解决这一难题而应运而生的。
通过将来自不同传感器、不同平台、不同网络的信息进行整合和处理,多源信息融合技术能够提高信息处理的准确性、鲁棒性和实时性,为各领域的信息处理和决策提供了有力支持。
多源信息融合技术的研究具有重要的理论和应用意义,对推动信息处理技术的发展,提高信息处理效率和质量,促进各领域的智能化和数字化发展具有重要作用。
为了更好地应用和推广多源信息融合技术,深入研究其原理、方法和应用成为当前信息处理领域的重要课题。
1.2 研究意义多源信息融合技术是当今信息处理领域的热点之一,其在目标跟踪、智能决策、舆情分析以及医疗诊断等领域都有着重要的应用。
通过整合多个不同信息源的信息,可以提高信息处理和分析的效率,准确性和全面性。
多源信息融合技术的研究意义主要体现在以下几个方面:多源信息融合技术可以提高信息处理的效率。
通过整合来自不同信息源的信息,可以减少重复工作,避免信息冗余,使得信息处理更加高效,节省时间和人力成本。
2. 正文2.1 多源信息融合技术概述多源信息融合技术是一种整合来自不同来源、不同格式以及不同时间的信息资源的技术手段,旨在提高信息的可靠性、准确性和全面性。
多源信息融合技术及其应用研究

多源信息融合技术及其应用研究随着信息技术的飞速发展,信息的获取途径也变得越来越多样化和丰富。
作为大数据时代的核心技术之一,多源信息融合技术在各个领域都得到了广泛的应用。
多源信息融合技术是指利用多种不同类型、不同来源的信息来进行整合、分析和挖掘的技术,其目的是获取更加全面、准确的信息,提高信息的利用价值。
本文将对多源信息融合技术进行介绍并探讨其在不同领域的应用研究。
一、多源信息融合技术的基本原理多源信息融合技术的特点包括信息的异构性、不确定性和不完备性。
多源信息融合技术所涉及的信息类型多样化,包括文本、图像、视频、传感器数据等,这些信息之间存在着不同的表达方式和模式,因此信息的异构性是多源信息融合的一大挑战。
由于数据采集的环境复杂多变,多源信息的不确定性较大,例如数据的噪声、误差等因素都会影响到信息的质量和准确性。
不同信息源之间存在着重叠和缺失,导致信息的不完备性,因此如何充分挖掘多源信息的有效信息成为了多源信息融合技术的重要问题。
多源信息融合技术主要包括数据融合、特征融合和决策融合三个方面。
数据融合是指将来自不同信息源的原始数据进行整合和处理,以获取更加准确和全面的信息;特征融合是在数据的基础上,通过提取和组合不同信息源的特征来建立更加完备和准确的特征表示;决策融合则是通过对不同信息源的决策进行整合和优化,以获取更加准确和可靠的决策结果。
这三个方面相互配合,共同构成了多源信息融合技术的基本原理。
二、多源信息融合技术在军事领域的应用研究多源信息融合技术在军事领域有着广泛的应用,主要体现在情报分析、作战指挥和装备保障等方面。
在情报分析领域,多源信息融合技术可以将来自不同侦察设备和情报部门的信息进行整合和分析,从而获取更加全面和准确的情报。
在作战指挥方面,多源信息融合技术可以将来自多个作战单元和战场传感器的信息进行整合,为指挥决策提供更加全面和准确的支持。
在装备保障方面,多源信息融合技术可以将来自不同装备系统的维修数据和状态信息进行整合和分析,提高装备的可靠性和可维护性。
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1.多源信息融合技术的起源发展与研究应用1.1多源信息融合的概念多源信息融合(multi-source information fusion)亦称多传感器信息融合,是一门新兴边缘学科。
多源的含义是广义的,包含多种信息源如传感器、环境信息匹配、数据库及人类掌握的信息等,信息融合最初的定义是数据融合,但随着信息技术的发展,系统信息的外延不断扩大,已经远远超出了数据的简单含义,包括了有形的数据、图像、音频、符号和无形的模型、估计、评价等,故学术界、技术界均认为使用信息融合更能代表其含义。
多源信息融合的优势可以表现在密集性、有效性、互补性、冗余性、实时性、低成本性、高适应性等多个方面。
1.2多源信息融合技术的起源与发展这一概念是在20世纪70年代提出的。
当时新一代作战系统中依靠单一传感器提供信息已无法满足作战需要,必须运用多传感器集成来提供多种观测数据,通过优化综合处理提供相对准确的战场信息,从而更好地把握战场态势。
在多传感器系统中,由于信息表现形式的多样性,信息数量的巨大性,信息关系的复杂性,以及要求信息处理的及时性,都已大大超出了人脑的信息综合处理能力,所以多传感器数据融合(Multi-sensorData Fusion简称MSDF)便迅速发展起来。
20多年来,MSDF技术在现代 C3I(指挥、控制、通信与情报Command, Control, Communication and Intelligence)系统中和各种武器平台得到了广泛的应用[3],在工业、农业、航空航天、目标跟踪和惯性导航等民用领域也得到了普遍关注。
国外对信息融合技术的研究起步较早。
第二次世界大战末期,高炮火控系统开始同时使用了雷达和光学传感器,这有效地提高了高炮系统的瞄准精度,也大大提高了抗恶劣气象、抗干扰能力。
现代信息融合概念 70 年代初开始萌芽。
最初主要在多种雷达同时运用的条件下执行同类传感器信息融合处理,以后逐渐扩展。
70 年代末期开始引入电子战、ESM 系统,引起人们高度重视。
从80年代起,美国在研发,学术讨论,以及推广多源信息融合技术等方面始终走在前列。
尤其在海湾战争结束后,美国更加重视信息自动综合处理技术的研究,并有效带动了其他北约国家在这方面的研究工作,如英国陆军开发了炮兵智能融合系统(AIDD)、机动和控制系统(WAVELL)等,德国准备在“豹2”坦克的改进中运用信息融合和人工智能等关键技术。
信息融合技术进入到我国,是在 1991 年波斯湾战争之后,当时美军和多国部队的远程精确打击能力震惊了世界。
而国内目前装备的系统中对于战场情报处理主要还是基于单一传感器,已经很难满足现代战场瞬息万变的实际情况。
国防科工委在“八五”预言项目中设立了“C3I 数据汇集技术研究”课题,国内一批高校和研究所开始广泛从事这一技术的研究工作,出现了一大批理论研究成果。
20 世纪 90 年代中期,信息融合技术在国内已发展成为多方关注的共性关键技术,出现了许多热门研究方向,许多学者致力于机动目标跟踪、分布检测融合、多传感器综合跟踪和定位、分布信息融合、目标识别与决策信息融合、态势评估与威胁估计等领域的理论及应用研究,相继出现了一批多目标跟踪系统和有初步综合能力的多传感器信息融合系统。
随着我国航空航天及其他相关领域的发展,可利用的导航信息源越来越多,多源信息融合技术的应用前景也愈发广阔。
1.3多源信息融合技术在航空领域的应用1. 3. 1 典型应用——组合导航导航是导引航行的简称,它的基本作用是引导飞机、舰船、车辆,甚至是个人、导弹,准确的沿着所选定的路线安全到达目的地。
对于航空导航而言,五十年代出现了惯性导航系统,利用惯性敏感元件及初始位置来获得载体的姿态、速度和位置,不依赖任何外部信息,短期精度和稳定性较好,不向外界辐射能量,正是这种自主性和保密性的优点使惯导系统在航空航天航海等导航领域得到了广泛的应用,直至今天,惯导系统仍是目前航行体上主要导航设备[1]。
随着科学技术的发展,导航系统的种类也越来越多,GPS系统、多普勒导航系统、罗兰 C 导航系统、大气数据计算机导航系统相继出现,这些导航系统各有特色,优缺点并存[3]。
然而,尚没有一种导航方式能够同时满足精度与可靠性的要求,于是便出现了组合导航系统。
组合导航系统是将航行体(飞机、舰船等)上的某些或全部导航设备组合成一个统一的系统,利用两种或两种以上的设备提供多重信息,构成一个多功能、高精度的冗余系统[2]。
组合导航系统有利于充分利用各导航系统进行信息互补与信息合作,因而成为导航系统发展的方向。
高精度和高可靠性是组合导航系统的基本衡量指标,综合考虑各个导航系统的优缺点,在组合导航与制导系统中,往往将惯导系统作为主导航系统,而将其他导航定位误差不随时间积累的导航系统,如无线电导航、卫星导航、天文导航、地形及景象匹配导航等作为辅助导航系统,利用辅助信息观测量对导航系统的状态变量进行最优估计,以获得高精度的导航信息。
组合系统中冗余传感器的配置以及辅助导航系统的存在,为组合系统提供了故障检测和隔离的硬件基础,故障检测与隔离算法对组合导航系统进行数据处理,为系统提供故障状态信息,构成高可靠的容错组合导航系统。
国外已装机应用的组合导航系统目前主要有INS/GPS、INS/天文、INS/地形匹配、INS/多普勒、GPS/罗兰 C 等。
1. 3. 2新型应用目前,信息融合技术已在国外军事装备中得到广泛应用,新一代战斗机都采用了信息融合技术。
俄罗斯和美国军方都在多传感器数据融合和信息处理技术方面进行了大量的研究工作,如F-22 的F/A-22 通用集成处理器(CIP),通过处理整个飞机的电子信号将数据融合转换为清晰且简明的战场情况图像,极大减少飞行员的工作载荷,使飞行员全力集中执行指定任务并保证他们能从战场安全返回。
以及俄罗斯的第三代战斗机苏-27 的TsVM-80的火控计算机能将红外瞄准、激光、光学和多模式雷达输入综合起来向屏显提供信号,具有一定程度的多传感器数据融合能力。
此外,英国国防部CONDORⅡ项目,通过融合多谱传感器和激光障碍物传感器生成信息,将其显示在最新一代的 LCD 头盔显示器上。
来自数据库和激光障碍物传感器的信息同非冷却红外和微光传感器融合的图像结合,并投影在头盔护目镜上,为飞行员提供地形威胁警告,有效提高直升机在正常和恶劣气象条件下的态势感知能力多源信息融合技术在无人机上也得到了广泛的应用。
美陆军“勇士”(Warrior)长航时无人机配备的光电/红外/激光指示(E0/IR/LO)传感器系统具有广域搜索、连续缩放功能,在瞄准时还可提供彩色电视画面。
激光指示/测距装置工作在对人眼安全的波段上。
该系统可对光电和红外图像进行融合,以提供更完整的细节和最好的图像分辨率[7]。
我国国防科技大学和西北工业大学在此方面也取得了不少研究成果。
前者利用其在视觉导航上的优势,将视觉导航与其他导航方式相融合,在无人机的导航制导方面达到了国际先进水平。
2.多源导航系统中信息融合的结构方法与模型组合导航系统作为一个多源信息融合系统,从信息的角度上讲,它是将各个导航信息源的量测信息和系统内已有的信息按照一定规则通过各种方法进行融合,形成状态的最优或次优估计,得到载体的导航信息。
组合导航系统信息融合与结构分别如下图所示有图1导航传感器 (或导航系统)提供关于导航数据的测量信息。
各种导航传感器的测量信息是导航定位的主要信息源,也是系统信息的主要来源。
关于时空配准和预处理的关系,对预处理的概念有不同的理解,本文认为预处理是对单个导航传感器的内信息的处理,一般包括野值去除,小波降噪,数据压缩等,属于信号内处理。
而时空配准是指在信息融合条件下需要考虑的信号间处理的问题,时空配准指的是各导航系统组成组合导航系统后所需进行的时间基准、量测同步、空间坐标系、量测空间等方面的统一。
估计融合即通过信息融合方法对载体的导航状态进行估计。
飞行器自身的导航、航行信息与编队中其它的飞行器的导航、航行信息融合后形成编队态势,而对目标的警戒、跟踪则形成敌方态势。
根据曼特卡尔费法则,网络费用与节点数成正比,而网络价值则是节点数的二次函数,因此组合后的导航系统将比多个导航系统简单罗列更具价值。
组合导航系统能有效提高导航系统定位精度,能增强导航系统工作可靠性,能提高系统自动化智能化程度,能提升航空航行的安全性,并且能提高航行的经济性。
现代导航系统的信息处理技术一般都采用最优估计法。
最优估计法是利用最优估计技术将两种不同的传感器的测量信息或将两种不同导航系统的导航信息综合在一起,进行状态估计和校正的最优控制法。
而采用最优估计或信息融合技术设计的组合导航系统,能实时反映和调整误差模型中的参数,使模型参数逐渐接近真实情况,并实时地求得导航系统误差状态的最优估计值,从而根据这些误差的最优估计值进行校正,使导航误差最小。
通常称采用估计和信息融合技术的组合导航系统为最优组合导航系统。
在最优组合导航系统中,卡尔曼滤波技术是目前最为常用和成熟的信息融合技术,是一种最优具有递推形式的线性最小方差估计方法。
利用卡尔曼滤波,可以克服被组合设备各自的缺点、发挥各自的长处,使组合系统的精度优于任一系统单独使用时的精度。
利用卡尔曼滤波对组合导航系统进行最优组合有两种途径:一种是集中式卡尔曼滤波,另一种是分散化卡尔曼滤波。
集中式卡尔曼滤波采用一个卡尔曼滤波器来集中的处理所有导航子系统的信息,在理论上可以给出误差状态的最优估计,优点是数据全面、无信息丢失、最终判决结论置信度高;缺点是滤波器状态维数高,计算负担重,不利于滤波的实时进行,容错性能差,不利于故障诊断。
在众多的分散化滤波中,Carlson 提出的联邦滤波器(Federated Filter),由于设计的灵活性、计算量小、容错性能好而受到重视。
航空多传感器组合导航系统模型如下图所示,由多种参数测试系统、数字式导航计算机和各种显示系统组成,它可以工作在其中一种导航工作状态,也可以工作在两种或两种以上的组合导航工作状态。
这时它能在不同的飞行条件下以其中最佳的导航工作状态进行导航,并对其他的导航工作状态的有关参数进行修正。
当最佳的导航工作状态出现故障时,能自行诊断,在确认为故障后,能自行拆除它所提供的信号,并自动转入其他的导航工作状态。
有图23.多源导航系统中信息融合的关键技术根据组合导航系统中信息融合的过程,首先要对从不同传感器系统的信号数据进行数据预处理操作,即要将多传感器数据无误差地转换到时间和空间同步统一的基准时标下,再对预处理过后的信号数据进行特征提取和融合计算。
3.1多传感器的时空配准方法传感器的配准指多传感器数据“无误差”转换时所需进行的处理过程。
多传感器的配准问题可分为时间配准和空间配准两个方面。