[发明专利]基于先验知识的相控阵雷达自适应任务调度方法

说明书

技术领域

本发明属于相控阵雷达任务调度技术领域，特别涉及基于先验知识的相控阵雷达自适应任务调度方法，解决了在有限的雷达系统资源下任务执行效率低下的问题，能够根据雷达的调度间隔和各个任务时间窗的先验知识进行有效的自适应任务调度，提高任务的执行效率。

背景技术

相控阵雷达的波束可以在空间上指向任意方向并在微秒到百微秒级进行捷变，除此之外，相控阵雷达还具有丰富的工作波形、可变的参数控制、可选的多种工作模式以及强大的数据处理能力，这些特点使得相控阵雷达能够同时实现监视、检测、跟踪、识别以及武器制导等功能，灵活性极大。但是相控阵雷达在提供多种雷达功能可能性的同时，也带来了一些新的挑战。实时上，相控阵雷达的扫描波束几乎能够在“瞬间”指向空间的“任意位置”，这就需要雷达“瞬间”做出“特定决定”，比如选择合适的发射波形、波束指向位置、波位驻留时间、发射的功率等，而“瞬间做出特定决定”依靠人工往往难以高效地完成。为了使得相控阵雷达的各种功能得以“充分”发挥，就需要对相控阵雷达实施有效的资源管理，使得系统有限的资源能够得到合理的分配，从而使得雷达系统能够对特定区域实现有效的目标搜索、目标跟踪、目标识别以及武器制导等功能。

而在资源管理方面，任务的调度就显得尤为重要，一种好的任务调度方法，能使得任务的执行数量和效率大大提高，现在的方法主要有模板调度法和自适应调度法，其中自适应调度法是最有效也最为复杂的调度策略。自适应调度法是在满足雷达任务优先级和其他约束条件的情况下，通过协调并合理分配每个雷达波束所要求的系统资源，来为一个调度间隔制定雷达任务执行序列的一种调度方法，其中调度间隔是指系统控制程序调用调度程序的时间间隔，在各调度间隔内计算机必须完成两个任务是：对雷达设备在前一个执行间隔内采集的数据进行检测和跟踪处理、以及调度雷达在下一时间间隔内执行的任务。

在自适应调度法中，有时间窗自适应调度方法是一种比较普遍使用的方法，该方法是指雷达任务的实际执行时刻在调度间隔内按照移动的规则可以在以期望执行时刻为中心，一定时间范围内提前或拖后执行，即给期望执行时刻加窗，实际执行时刻可以在窗内活动。其中需要指出的是对于跟踪任务，雷达分辨单元（波束宽度）是一个范围，目标飞过分辨单元的时间将在一定范围内，因此跟踪驻留在一个时间段内是有效的，该时间段的长度定义为时间窗。

有人提出了一种以调度间隔为基础，运用合理优先级设定和时间窗方法达到对时间的充分利用，并将其它约束条件建模为递归形式，通过对约束条件的周期性检验调整调度安排，获得满足要求的雷达任务执行序列的方法，该方法在给定的条件下能得到近似最优的调度结果。但是，该方法的不足是，并没有考虑到时间窗和调度间隔的长度关系，当有些任务的时间窗小于调度间隔的长度时，该任务是不能在调度间隔内随意移动的，这时候该方法就会失效。

发明内容

本发明的目的在于提出基于先验知识的相控阵雷达自适应任务调度方法。本发明弥补了现有技术中在有些任务的时间窗小于调度间隔的长度时调度方法失效的问题，并且针对任务丢失问题提出了解决办法。而本发明所涉及的基于知识的实用相控阵雷达自适应调度方法充分利用了雷达任务的时间窗长和相控阵雷达的调度间隔长度的先验知识，自适应的选择对应的改善后的调度方法，使得本发明的适用性得到扩展，并且通过每一种条件下的改善的调度方法使得调度的效率得到提高。

实现本发明的基本思路是：对于雷达任务给出其时间窗、期望执行时间、雷达任务驻留时间等参数，因此根据雷达任务的时间窗长和相控阵雷达的调度间隔长度的先验知识，设计不同的调度方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

基于先验知识的相控阵雷达自适应任务调度方法包括以下步骤：

S1：根据雷达任务的优先级，建立对应的雷达分类任务链表，每个雷达分类任务链表包括处于同一优先级的雷达任务；按照优先级由高到低的顺序，选取n/2个雷达分类任务链表，n为雷达分类任务链表的个数；在选取的n/2个雷达分类任务链表中，如果其中每个雷达任务的时间窗均大于相控阵雷达的调度间隔，则执行步骤S2，反之，执行步骤S3；

S2：按照优先级由高到低的顺序，对每个雷达分类任务链表进行调度处理，直至每个雷达分类任务链表的每个雷达任务都安排完毕；在对每个雷达分类任务链表进行调度处理时，基于时间最小丢失原则，得出每个雷达任务的安排顺序；