[发明专利]基于资源转化和互补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资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，该方法首先通过将多功能组网雷达的任务抽象建模，然后以延时损耗和压缩损耗的和为目标函数，构造一个多功能组网雷达资源利用的优化模型，最后通过基于内点法和坐标下降法相嵌套的算法得出最优解；本发明考虑了任务持续时间的灵活性以及多功能组网雷达系统资源间的转化和互补关系，有效解决了多功能组网雷达任务数量多且任务持续时间存在冲突时，资源分配不均衡导致的任务不能优效完成的问题，提高了多功能组网雷达执行任务的效率。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法。

背景技术

多功能雷达把多种雷达天线功能综合到一个天线孔径中，实现了孔径共享。它具有执行多种任务(跟踪、干扰、探测、通信等)的能力。与单站多功能雷达相比，多功能组网雷达可以利用雷达节点空间分布的多样性显著地提高系统信息获取的性能和任务完成的效率，因此多功能组网雷达在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。

多功能组网雷达的任务规划技术指的是将组网雷达系统中有限的时间、功率等资源合理地分配以执行不同的任务，从而进一步提高任务完成的效率，使系统总的损耗最小。但环境的复杂性，任务自身属性的不确定性等因素都会影响任务完成的质量。因此一个合理的、优效的任务规划方法对多功能组网雷达的性能提升是至关重要的。

多功能组网雷达的任务规划方法是当今国内外雷达领域研究的热点之一，已经有许多公开的文章对其进行了研究。比如，文献“Task selection and scheduling inmultifunction multichannel radars，2017 IEEE Radar Conference(RadarConf)，2017：0969-0974”中，任务被排列在时间轴上，通过最小化延时损耗的方法来规划任务；文献“带时间窗的相控阵雷达实时任务调度方法，火力与指挥控制，2016，41：70-74”提出了一种基于任务自身工作方式的任务规划方法。然而，上述提及到的文献都是建立在任务的持续时间是固定的基础上的，但实际上，任务的持续时间是可变的。另外，上述方法都仅考虑了时间资源而没有考虑其他维度资源，更是忽略了不同资源之间在任务执行过程中的互相转化与补充。从公开发表的文献来看，基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法还未有研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供了一种基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，解决现有的任务规划方法由于资源分配不合理造成的任务丢弃率高且不能优效完成任务的问题。

本发明的技术方案是：一种基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，包括以下步骤：

S1、建立多功能组网雷达任务模型；

S2、分别计算任务在时间维度上的延时损耗及在功率维度上的压缩损耗；

S3、将延时损耗和压缩损耗的和作为目标函数，构造多功能组网雷达任务规划优化模型；

S4、采用相嵌套的内点法和坐标下降法计算每个任务最优的执行方式；

S5、判断任务是否执行；若是，则输出任务开始时间和任务执行功率；若否，则丢弃任务n：

S6、判断所有任务是否结束；若否，则根据下一个任务时间窗在雷达时间轴上的位置对开始时间进行调整，返回步骤S4；若是，则结束任务规划。

进一步地，所述步骤S1中，建立多功能组网雷达任务模型，具体为将任务抽象成矩形块，矩形的长定义为任务的持续时间，矩形的宽定义为任务的执行功率，设定任务的开始时间、时间窗的开始时间和截止时间。