[发明专利]一种多管制中心之间数据融合与交换的系统

摘要

本发明涉及一种多管制中心之间的数据融合与交换系统，包括前端数据处理子系统、融合和交换子系统。前端数据处理子系统通过对输入输出设备的控制，接收多个管制中心的综合航迹和飞行数据，进行解析和数据质量监视，并把解析后的各通道数据传送给融合和交换子系统；融合和交换子系统完成各管制中心间数据的融合处理、飞行数据处理、飞行数据的关联处理，形成融合飞行数据和融合综合航迹。本发明的管制中心间数据交换和融合能够实时完成，实现了管制中心间管制服务的无缝连接、管制的自动移交。保障了区域管制区内、区域管制区间不同ATC系统间雷达管制任务的连续性和兼容性。

主权项

1.一种多管制中心之间的数据融合与交换系统，其特征在于，包括前端数据处理子系统、融合和交换子系统；前端数据处理子系统通过对输入输出设备的控制，接收多个管制中心的综合航迹和飞行数据，进行解析和数据质量监视，并把解析后的各通道数据传送给融合和交换子系统；融合和交换子系统完成各管制中心间数据的融合处理、飞行数据处理、飞行数据的关联处理，形成融合飞行数据和融合综合航迹；前端数据处理子系统还将接收的融合和交换子系统输出的融合飞行数据和融合综合航迹通过物理接口输出到与之相对应的管制中心系统前端；所述融合和交换子系统包括前端数据输入接口、空间配准模块、数据质量分析模块、时间配准模块、数据关联模块、数据融合模块、融合数据显示模块、飞行数据过滤模块、飞行数据分析模块、飞行数据转换模块、飞行数据显示模块、融合数据与飞行数据关联模块、数据输出控制模块；前端数据输入接口，接收前端数据处理子系统输出到融合和交换子系统内部局域网的监视数据、综合航迹数据这些系统内部格式数据，并根据数据类型发送至相应模块进行处理；空间配准模块，消除坐标转换变形、管制中心系统误差这些固有误差对融合效果的影响；数据质量分析模块，对经过空间配准的监视数据进行分析，采用聚类分析方法将数据分为正常数据、滞后数据、异常数据，输出至相应的模块分别对各种质量状态的监视数据进行处理；时间配准模块，采用最小二乘算法对经过数据质量分析模块判定为正常数据的监视数据进行时间同步处理；数据关联模块，关联航迹与点迹数据，根据处理的监视数据质量的不同分为正常数据关联和滞后数据关联两部分；数据融合模块，根据监视数据质量的不同采用不同的数据融合方法分别进行融合处理，分为正常数据融合和滞后数据融合两部分；融合数据显示模块，根据融合航迹数据，通过二维图形方式显示融合航迹数据；飞行数据过滤模块，将输入的飞行数据进行过滤筛选，提取出所需要的信息；飞行数据分析模块，对得到的信息进行分析，解析出能够与融合数据关联所需的数据项，以供生成综合航迹使用；飞行数据转换模块，实现CRC验证算法的转换、报文开始和结束标示转换、时间显示格式转换；飞行数据显示模块，根据飞行数据，通过界面方式显示信息；融合数据与飞行数据关联模块，根据融合数据与飞行数据中呼号、飞行计划、飞行航迹对融合数据和飞行信息进行关联，形成综合航迹数据；数据输出控制模块，控制系统内部监视数据、飞行数据以及综合航迹数据的输出状态；所述数据融合模块采用滞后数据融合处理方法，具体采用非顺序数据异步融合算法对滞后数据进行融合处理，具体包括：对一个目标进行跟踪，其动态方程可以用随机微分方程表示为：dX(t)＝A(t)X(t)dt+σ(t)dξ(t)其中：X(t)∈Rn；A(t),σ(t)是适当维数的系数矩阵；ξ(t)是具有零均值和单位增量协方差阵的Wiener过程；R表示实数，t表示时间，n是自然数，n表示实数向量空间；设Φ(t,s)是A(t)对应的状态转移矩阵，s为各管制中心综合航迹数据到达本发明数据融合与交换系统的最大滞后时间，T2为系统的采样周期，则对上式所描述的时间连续线性系统进行离散化得：Xk＝X(tk)＝Φk,k‑1Xk‑1+wk,k‑1其中：Φk,k‑1＝Φ(tk,tk‑1)tk＝kT2易知，wk,k‑1的协方差阵为：从而管制中心综合航迹数据zk的方程为：zk＝HkXk+vk其中：vk是均值为零，协方差阵为Rk的白色噪声，Hk表示管制中心第k时刻的测量矩阵，k为正整数,T表示矩阵的转秩，假设来自时刻td的综合航迹数据zd为步滞后的步数l，也就是说tk‑l在时刻t＝t_k的和P_k|k，得到来自时刻t_d的较早的综合航迹数据zd＝HdXd+vd用这个综合航迹数据来更新和P_k|k，在公式z_d＝H_dX_d+v_d中，H_d为管制中心系统量测矩阵，v_d是管制中心系统量测噪声向量，且是0均值的高斯白噪声；表示第k时刻的综合航迹数据估计，P_k|k为的协方差。