[发明专利]一种基于文化蚁狮机制的特殊阵列动态测向方法

权利要求书

1.一种基于文化蚁狮机制的特殊阵列动态测向方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设置非等距双均匀阵列，获得特殊阵列的接收信号，构造扩展的虚拟均匀线阵的协方差矩阵及其对应的导向矩阵；

(2)初始化搜索上界和搜索下界，初始化最大迭代次数、搜索因子和遗传因子；

(3)更新虚拟阵列的协方差矩阵当k＝1时，

(4)初始化蚁群和蚁狮群空间，计算所有个体适应度值，将蚁狮中适应度值最大的蚁狮记为精英蚁狮；初始化信仰空间；

(5)判断迭代次数是否为文化算子参与度的整数倍，若是，则轮盘赌选择适应度值较优的蚁狮位置，更新搜索边界，建立蚂蚁随机游走模型并将其归一化，更新蚁群位置，执行步骤(6)；否则，执行步骤(7)；

(6)计算蚁群中蚂蚁位置的适应度值，当存在蚂蚁适应度值优于蚁狮适应度值时，更新蚁狮位置，执行步骤(9)；

(7)对蚁狮群中所有蚁狮位置进行变异操作，进行边界检查，调整不在搜索区域内的蚁狮位置，计算变异前后所有蚁狮位置的适应度值，选取适应度值较优的一半蚁狮位置作为下一代蚁狮位置；

(8)更新信仰空间；

(9)如果蚁狮中存在适应度值优于精英蚁狮适应度值，更新精英蚁狮位置，判断是否达到最大迭代次数T_k，若满足，输出精英蚁狮位置为第k个快拍估计的波达方向否则，执行步骤(5)；

(10)判断是否达到最大快拍数，若满足，输出动态测向结果；否则，则更新搜索区间上界和下界，更新最大迭代次数，执行步骤(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于文化蚁狮机制的特殊阵列动态测向方法，其特征在于：所述步骤(1)中非等距双均匀阵列由B、C两个子阵共M个各向同性阵元构成，每个子阵为均匀线阵；阵列中阵元位置矢量为其中为正整数，m＝1,2,...,M，信号源波长为λ，阵元间距都设置为半波长整数倍，且得到的整数组合是一个连续的自然数集合；设子阵C有a个阵元,其中a≥2；子阵B有b个阵元，其中b≥2且a+b＝M；子阵C的相邻阵元间距为子阵B的相邻阵元间距子阵C和子阵B的间隔为设最大相关延迟为则非等距双均匀线阵虚拟出个阵元的均匀线阵；设阵列远场有N个窄带点源以平面波的方式入射，则非等距双均匀线阵接收到的快拍数据为X(k)＝A(θ)s(k)+n(k)，式中A(θ)＝[a(θ₁),a(θ₂),...,a(θ_N)]为M×N维导向矢量，其中第n个导向矢量为n＝1,2,…,N，θ＝[θ₁,θ₂,...,θ_N]^T为到达角矢量，X(k)＝[x₁(k),x₂(k),...,x_M(k)]^T为M×1维阵列快拍矢量，其中k为快拍次数，s(k)＝[s₁(k),s₂(k),...,s_N(k)]^T为N×1维信号矢量，n(k)为M×1维高斯噪声矢量，j为复数单位，T为取矩阵的转置；构造第k个快拍数据的协方差矩阵R^k＝X(k)X^H(k)，将R^k扩展成虚拟的均匀线阵的协方差矩阵扩展的方法为：第k个快拍数据矢量的协方差矩阵为R^k＝X(k)X^H(k)＝[c₁(k),c₂(k),...,c_M(k)],其中m＝1,2,...,M；令其中E(·)表示求数学期望，1≤ρ,τ≤M，则虚拟的均匀线阵对应的协方差矩阵为其中则虚拟的均匀线阵对应的导向矩阵为第n个扩展的导向矢量为维的1≤n≤N。

3.根据权利要求1所述的一种基于文化蚁狮机制的特殊阵列动态测向方法，其特征在于：所述步骤(2)中初始化搜索上界和搜索下界设置第k次快拍对应的最大迭代次数如果则其中χ为搜索因子，[·]为取整函数，max(·)为求集合中最大的数的函数，初始化遗传因子γ，本步骤中k＝1。