[发明专利]一种基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法

说明书

本发明公开了一种基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法。本发明采用树形结构的分支定界法实现了对问题可行解的遍历，同时引入剪枝操作，以显著降低计算量。本发明能够将具有不同参数及优先级的雷达任务规划到雷达组网中的各个雷达单元中，同时保证各个雷达单元的负载均衡。现有的启发式雷达任务规划方法虽然也能完成雷达任务的规划，但是只能得到次优解，而且计算代价很难估计，与现有启发式方法相比，本发明得到的雷达任务规划方案总代价更低。

技术领域

本发明涉及多功能组网雷达技术，特别涉及多功能组网雷达的雷达任务规划技术。

背景技术

所谓雷达任务规划就是将给定的雷达任务分配给特定的某个或多个雷达去执行。

随着现代科学和技术的发展，作战平台面临的威胁日益增多，其工作的电磁环境也日渐复杂，作战平台不得不配备越来越多的电子设备。尤其是机动平台，如飞机、舰船等都必须同时装备多种雷达，以应对侦查、干扰、探测等不同雷达任务。电子设备的增加不但要消耗大量的能源，占据更多的空间，而且削弱了作战平台的机动能力，增加了雷达目标反射面积，降低了现代电磁环境中武器装备系统的抗干扰能力和作战效能。随着一体化电子技术的发展，可将多种雷达天线功能综合到一个天线孔径中，进行孔径共享，实现了多功能雷达。

然而，传统的单站多功能雷达由于受到隐身目标、反辐射导弹、低空目标以及综合电子干扰的威胁，很难在现代电子战中出色的完成雷达任务。与单站多功能雷达相比，多功能组网雷达可以利用空间分布的多样性显著地提高目标探测和信息获取的性能。因此，对多功能组网雷达的研究受到了越来越多的关注。

由于要处理更多更复杂的雷达任务，因此针对多功能组网雷达，必须要有一个有效的雷达任务规划方案才能够充分提高雷达资源的利用率，凸显多功能组网雷达在电子战中的优势。

组网雷达任务规划是一种NP-难问题，对于在不同环境下的雷达任务规划问题，已经有许多文章进行了研究。比如，文献“Cylic task scheduling for multifunctionradar,IEEE Trans.Autom.Sci.Engr.vol.9,pp.529–537,Jul.2012.”中将贪婪算法与启发式算法相结合，实现了将多个雷达任务规划在多功能雷达中。然而，在雷达任务规划问题中，启发式方法只能得到次优解，且计算代价难以评估。

发明内容

本发明的主要技术内容是：针对多功能组网雷达的雷达任务规划问题，提供一种基于分支定界法的雷达任务选择与规划方法，将多个不同参数的雷达任务规划到组网雷达中的各个雷达单元中。

本发明的基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法，具体步骤为：

参数设置：为每个待规划的雷达任务设置丢弃代价Cd_n、权重w_n、驻留时间d_n、释放时间s_n和雷达任务可被规划的截止时间为e_n，其中n为雷达任务标识符；以及每个雷达单元的时间轴长度均设置为L；

雷达任务选择步骤：

将所有待规划的雷达任务按照丢弃代价非增顺序进行排列得到序列S；

将序列S中的每个雷达任务依次加入已选择的雷达任务集合P中，其中集合P的初始值为空；

每移入一个雷达任务到集合P，则对集合P执行一次雷达任务规划处理，得到雷达任务分配方案；

若当前雷达任务分配方案中，集合P中的所有雷达任务的开始执行时间不超过各自的截止时间为e_n，则规划成功，并继续加入下一个雷达任务到集合P中，直到序列S的最后一个雷达任务；否则规划不成功，将当前移入的雷达任务从集合P中移出，并继续加入下一个雷达任务到集合P中，直到序列S的最后一个雷达任务；

其中，对集合P的雷达任务规划处理为：