一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)間歇交替輻射控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)輻射控制方法，對(duì)多個(gè)搭載主被動(dòng)傳感器的平臺(tái)進(jìn)行雷達(dá)輻射協(xié)同管控，在滿足跟蹤任務(wù)需求的條件下，控制雷達(dá)在時(shí)間上間歇開(kāi)機(jī)、在空間上交替開(kāi)機(jī)，并利用基于坐標(biāo)交替轉(zhuǎn)換的多平臺(tái)主被動(dòng)序貫濾波實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)輻射管控下的融合跟蹤問(wèn)題，該跟蹤方法不需要多平臺(tái)被動(dòng)傳感器量測(cè)時(shí)間同步，也不需要多平臺(tái)被動(dòng)傳感器的交叉定位，能夠適應(yīng)被動(dòng)量測(cè)不連續(xù)和無(wú)規(guī)律出現(xiàn)的情況，具有良好的適應(yīng)性，適合工程應(yīng)用，解決雷達(dá)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)輻射易被偵察的問(wèn)題，進(jìn)一步提高雷達(dá)的隱蔽能力，進(jìn)而提高多平臺(tái)系統(tǒng)整體生存能力。
【專利說(shuō)明】一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)間歇交替輻射控制方法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明隸屬于傳感器管理領(lǐng)域，適用于解決多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)輻射控制問(wèn)題。
二、【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代復(fù)雜電磁環(huán)境下，各種偵察和干擾設(shè)備日趨完善，為了盡可能提高作戰(zhàn)平臺(tái)的隱蔽性，防止已方雷達(dá)被對(duì)方偵察到進(jìn)而受到干擾和攻擊，就必須在滿足跟蹤精度的前提下盡可能減少雷達(dá)的電磁輻射，提高作戰(zhàn)平臺(tái)的隱蔽性和反偵察能力。
[0003]現(xiàn)有的雷達(dá)輻射控制以及輻射控制下的主被動(dòng)傳感器融合跟蹤技術(shù)主要集中在單平臺(tái)，如單機(jī)載平臺(tái)雷達(dá)、紅外、電子支援措施的協(xié)同跟蹤與雷達(dá)開(kāi)關(guān)機(jī)管理等，這些方法只對(duì)單平臺(tái)上的雷達(dá)在時(shí)間上進(jìn)行間歇開(kāi)機(jī)管理，而多平臺(tái)環(huán)境下，不同平臺(tái)被動(dòng)傳感器只能提供目標(biāo)方位角、俯仰角，不能提供目標(biāo)距離，無(wú)法將被動(dòng)量測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到同一平臺(tái)坐標(biāo)系下進(jìn)行濾波跟蹤，而雙平臺(tái)交叉定位方法雖然在一定程度上解決目標(biāo)距離未知的問(wèn)題，但一般需要被動(dòng)量測(cè)時(shí)間同步，難以解決被動(dòng)量測(cè)不同步或間歇出現(xiàn)的情況?？梢?jiàn)，現(xiàn)有雷達(dá)輻射控制方法不能適用于多平臺(tái)輻射管理下多平臺(tái)主被動(dòng)協(xié)同跟蹤。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題就是，針對(duì)現(xiàn)有方法不適用多平臺(tái)協(xié)同雷達(dá)輻射管控的問(wèn)題，提供一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)輻射控制方法，對(duì)多個(gè)搭載主被動(dòng)傳感器的平臺(tái)進(jìn)行雷達(dá)輻射協(xié)同管控，在滿足跟蹤任務(wù)需求的條件下，控制雷達(dá)時(shí)間上間歇開(kāi)機(jī)，空間上交替開(kāi)機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)雷達(dá)間歇交替輻射時(shí)的主被動(dòng)融合跟蹤，提高多平臺(tái)探測(cè)系統(tǒng)的隱蔽性。
[0005]本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題，采用技術(shù)方案步驟如下:
[0006](I)被動(dòng)傳感器引導(dǎo)雷達(dá)開(kāi)機(jī)完成目標(biāo)航跡起始；
[0007](2)利用協(xié)方差控制方法在時(shí)間上確定下一次需要雷達(dá)輻射的時(shí)刻；
[0008](3a)當(dāng)預(yù)定開(kāi)機(jī)時(shí)間到，沒(méi)有得到新的被動(dòng)量測(cè)，則跳到第(4a)步；
[0009](3b)當(dāng)預(yù)定開(kāi)機(jī)時(shí)間未到，有被動(dòng)量測(cè)時(shí)，首先用所得到的被動(dòng)量測(cè)點(diǎn)跡與融合航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后將關(guān)聯(lián)上的被動(dòng)量測(cè)利用基于坐標(biāo)交替轉(zhuǎn)換的多平臺(tái)主被動(dòng)序貫濾波進(jìn)行跟蹤，回到第(2)步；
[0010](4a)在空間上選擇不同平臺(tái)交替開(kāi)機(jī)輻射；
[0011](4b)雷達(dá)開(kāi)機(jī)得到新的雷達(dá)量測(cè)后，先利用所得雷達(dá)量測(cè)點(diǎn)跡與融合航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后將關(guān)聯(lián)上的雷達(dá)量測(cè)利用基于坐標(biāo)交替轉(zhuǎn)換的多平臺(tái)主被動(dòng)序貫濾波算法進(jìn)行跟蹤，跳回到第(2)步。
[0012]具體的，所述步驟(2)具體為:
[0013]al)假設(shè)雷達(dá)最小和最大輻射間隔分別用Tmin、Tmax表示，并令
Tleft Tmin，Tright TmasJ進(jìn)入下一步；
[0014]a2)如果THght-Tleft < ε ( ε為一小的常數(shù))，則令下次雷達(dá)開(kāi)機(jī)輻射間隔的時(shí)間T1=Tleft 或 T1=Tright，跳到第 a5)步，否則令 Ttest = Tleft+[(Tright-Tleft)/2]；
[0015]a3)令L=Ttest,計(jì)算間隔時(shí)間為&時(shí)擴(kuò)展卡爾曼濾波的預(yù)測(cè)協(xié)方差P U11 O)
[0016]PU11) = FU1).P(0|0).F' (tJ + U1).σν2. ' (t^
[0017]其中，P(0|0)表示最近一次濾波協(xié)方差估計(jì)，F(xiàn)ai)表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣， (tl)表示過(guò)程噪聲分布矩陣，σ ν2為零均值高斯白噪聲的協(xié)方差；
[0018]a4)判斷預(yù)測(cè)協(xié)方差是否超過(guò)門限。假設(shè)跟蹤精度門限為Rth，如果
【權(quán)利要求】
1.一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)間歇交替輻射控制方法，其特征在于包括以下步驟: (1)被動(dòng)傳感器引導(dǎo)雷達(dá)開(kāi)機(jī)完成目標(biāo)航跡起始； (2)利用協(xié)方差控制方法在時(shí)間上確定下一次需要雷達(dá)輻射的時(shí)刻； (3a)當(dāng)預(yù)定開(kāi)機(jī)時(shí)間到，沒(méi)有得到新的被動(dòng)量測(cè)，則跳到第(4a)步； (3b)當(dāng)預(yù)定開(kāi)機(jī)時(shí)間未到，有被動(dòng)量測(cè)時(shí)，首先用所得到的被動(dòng)量測(cè)點(diǎn)跡與融合航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后將關(guān)聯(lián)上的被動(dòng)量測(cè)利用基于坐標(biāo)交替轉(zhuǎn)換的多平臺(tái)主被動(dòng)序貫濾波進(jìn)行跟蹤，回到第⑵步: (4a)在空間上選擇不同平臺(tái)交替開(kāi)機(jī)輻射； (4b)雷達(dá)開(kāi)機(jī)得到新的雷達(dá)量測(cè)后，先利用所得雷達(dá)量測(cè)點(diǎn)跡與融合航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后將關(guān)聯(lián)上的雷達(dá)量測(cè)利用基于坐標(biāo)交替轉(zhuǎn)換的多平臺(tái)主被動(dòng)序貫濾波算法進(jìn)行跟蹤，跳回到第(2)步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)間歇交替輻射控制方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為: al)假設(shè)雷達(dá)最小和最大輻射間隔分別用Tmin、Tmax表示，并令





Tleft r^min? ^right ^maxj進(jìn)入下一步； a2)如果THght_Tlrft < ε (ε為一小的常數(shù))，則令下次雷達(dá)開(kāi)機(jī)輻射間隔的時(shí)間T1 =Tleft或T1=IVight，跳到第a5)步，否則令T


test ^lest + [ (Tright-Tleft) /2];
a3)令I(lǐng)1=Tlest,計(jì)算間隔時(shí)間為h時(shí)擴(kuò)展卡爾曼濾波的預(yù)測(cè)協(xié)方差P U11 O)
PU11) = Fai).P(OlO).F, (t^ + U1).0v2. / U1) 其中，P(OlO)表示最近一次濾波協(xié)方差估計(jì)，F(xiàn)ai)表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，r (tl)表示過(guò)程噪聲分布矩陣，σν2為零均值高斯白噪聲的協(xié)方差； a4)判斷預(yù)測(cè)協(xié)方差是否超過(guò)門限。假設(shè)跟蹤精度門限為Rth，如果Αι。)(I，I)+ ^10)(3,3) + ^10)(5，5) < Rth (其中/^丨0)(1，1)、A丨0)(3,3)、/^丨0:)(5，5)分別是了頁(yè)測(cè)協(xié)方差矩陣P U11 O)的對(duì)角線上X、Y、Z位置誤差方差項(xiàng))，則Tlrft=Ttest,否則THght=Tlest，跳回到第a2)步； a5)得到下次預(yù)定雷達(dá)開(kāi)機(jī)輻射間隔時(shí)間為！\。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多平臺(tái)主被動(dòng)傳感器協(xié)同跟蹤的雷達(dá)間歇交替輻射控制方法，其特征在于，所述步驟(3b)具體為: bl)得到與融合航跡關(guān)聯(lián)的被動(dòng)量測(cè)后，首先將該被動(dòng)量測(cè)到來(lái)前最近的融合航跡點(diǎn) 以及對(duì)應(yīng)的協(xié)方差P(k|k)轉(zhuǎn)換到獲得該量測(cè)的傳感器所在平臺(tái)的載體坐標(biāo)系下，得到對(duì)應(yīng)的航跡點(diǎn)義Ρ(k|k)； b2)利用文Ρ?μ:)，P1nedQc|k)進(jìn)行外推，得到狀態(tài)預(yù)測(cè) X^ED{k + ψ) = F.X^ed (Jc\k) 預(yù)測(cè)協(xié)方差
P1腦(k+1 |k) = F.P,? (k |k).Ftb3)然后將載體坐標(biāo)系下的預(yù)測(cè)航跡義和對(duì)應(yīng)的協(xié)方差P1nedG^I |k)從X-Y-Z直角坐標(biāo)下轉(zhuǎn)換到P - Θ - ε (距離-方位-俯仰)的極坐標(biāo)系
【文檔編號(hào)】G01S7/02GK103941233SQ201410082846
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】王國(guó)宏, 吳巍, 孫殿星, 譚順成, 于洪波, 張翔宇 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院