[发明专利]一种快速相控阵雷达时间-能量资源联合管理方法有效

专利信息
申请号: 201610325318.6 申请日: 2016-05-17
公开(公告)号: CN106021697B 公开(公告)日: 2019-06-21
发明(设计)人: 程婷;张洁;张宇轩;李姝怡;王栋 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G01S7/02
代理公司: 电子科技大学专利中心 51203 代理人: 李明光
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要: 发明属于相控阵雷达技术领域,具体提供一种快速相控阵雷达时间‑能量资源联合管理方法,用以克服现有基于误差协方差的相控阵雷达时间‑能量资源管理方法计算量大、运算数度慢、系统计算资源消耗大的缺陷。本发明首先建立目标机动参数离线库,在此基础上,基于对目标机动参数进行实时估计,同时对雷达波形库中的每种波形的量测位置误差方差与跟踪精度进行预测,然后根据公式法快速计算得到每个波形对应的采样周期,最后从所有波形中选择最节省雷达资源的波形;有效避免计算所有参数组合的误差协方差矩阵;从而大大降低计算量,显著提高计算速度,有效节省雷达计算资源;并且该方法能够通过调整期望的位置误差方差来控制算法的跟踪精度。
搜索关键词: 一种 快速 相控阵 雷达 时间 能量 资源 联合 管理 方法
【主权项】:
1.一种快速相控阵雷达时间‑能量资源联合管理方法,包括以下步骤:建立机动参数离线库:步骤一:设定IMM滤波器中有N个Singer模型进行交互,每个模型的机动参数为:对模型概率取值空间[0,1]进行离散化,假设离散化后可行的概率组合共M个,则概率组合集合U为:U={U1,U2,…,UM}其中,集合U的任一元素Uj为:Uj={μ1j2j…,μNj},1≤j≤M对于Uj={μ1j2j…,μNj},μij表示概率组合Uj中的第i个元素,μij需要满足:步骤二:在每个可行的概率组合Uj,j=1,2,…,M下,估计目标的加速度自相关函数计算的主要取值区间边界点使:其中,λ为常数因子且0<λ<1,对区间进行离散化,离散后的取值集合表示为:步骤三:在概率组合Uj下,计算向量的值:其中:步骤四:计算概率组合Uj下目标机动参数的估计值:其中,表示向量的第一个元素,表示向量的第二个元素;将概率组合Uj与其对应的机动参数存入机动参数离线库;步骤五:建立目标机动参数离线库,其中包含可行概率组合集合U,以及对应的目标机动参数集合C;目标机动参数集合C表示如下:C={C1,C2,…,CM}其中,实时时间‑能量资源联合管理:步骤一:对下一个采样时刻进行预测:其中,为对第k个采样时刻的预测,tk‑1为第k‑1个采样时刻,T(tk‑1)为第k‑1个采样间隔;步骤二:利用IMM滤波器的输出结果,计算时刻的预测距离值以及方位角的预测误差方差步骤三:假设相控阵雷达波形库中有W种波形,分别为wl,l=1,2,…,W,在波形wl下,计算其对应的预测信噪比步骤四:在波形wl下,预测的目标径向距离、方位角以及俯仰角的量测标准差分别为以及将量测误差转换至直角坐标系下,则波形wl对应的量测协方差矩阵为:其中,J为从球坐标到直角坐标系的Jacobian转换矩阵;则波形wl对应的目标的量测位置误差方差为:步骤五:确定期望的目标预测位置误差方差计算波形wl对应的跟踪精度步骤六:利用IMM滤波器预测时刻的模型概率在目标机动参数离线库中查找与其匹配度最高的模型概率组合即求:其中,f()表示模型概率匹配度函数;对应查找与对应的目标机动参数步骤七:利用公式法计算波形wl对应的采样周期Tl(tk):步骤八:计算每种波形的雷达资源消耗代价函数:其中,El,(l=1,2,…,W)为相控阵雷达工作在每一种波形上所消耗的能量,c1与c2为能量资源与时间资源的加权系数,0≤c1≤1,0≤c2≤1且c1+c2=1;则最优波形下标为:相应的采样周期为:步骤九:确定下一个采样时刻为:tk=tk‑1+T(tk)则tk时刻采用波形对目标进行跟踪。
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