一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法技术

本发明专利技术涉及一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，根据目标实时威胁度的变化，动态调整多功能侦察雷达作战方式的任务规划技术，实现多功能侦察雷达根据战场实时态势自适应地选择搜索、TWS跟踪、TAS跟踪、目标识别、危险告警和武器分配等工作任务，提高多功能侦察雷达多目标、多任务执行能力，减少操作手人工干预程度，增强其在实战中的实时态势感知和任务规划能力。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法
本专利技术属于相控阵雷达资源管理
，涉及雷达目标实时威胁度评估和雷达时间/能量资源优化分配技术的结合，具体提供了一种根据目标实时威胁度变化动态调整多功能侦察雷达作战方式的任务规划技术。本专利技术可实现多功能侦察雷达自适应地选择搜索、TWS跟踪、TAS跟踪、目标识别、危险告警和武器分配等工作任务，提高多功能侦察雷达多目标、多任务执行能力，减少操作手人工干预程度，增强其战场实时态势感知能力和智能化工作水平。
技术介绍
任务规划技术是相控阵雷达资源管理
的重要研究方向，目前的研究工作重点在于确定雷达任务工作方式的优先级上，关于相控阵雷达任务工作方式优先级的确立主要有四类方法：(1)预先制定法，如R.A.Baugh给出的经验法则法；(2)网络加权法，即将目标的属性量化后进行一定的加权合成任务的优先次序；(3)模糊推理法，即任务的优先级依据决策树和模糊规则提出；(4)部分排序集法，即将任务之间的排序关系组成网格，以网格节点和节点之间的弧来决定任务的相对优先级。对于具有地面低空目标探测、跟踪、识别以及炮位侦察校射等多种任务的多功能侦察雷达，以上方法均没有考虑目标实时威胁度对任务优先级的影响，在实际应用中难以根据战场实时态势自动调整和规划多功能侦察雷达的作战任务。目标威胁度是指敌方来袭目标对我方保护对象的攻击可能性及潜在的毁伤程度。合理的目标威胁度评估可以为武器系统火力分配提供高可信度依据，有效缩短指挥员态势感知和策略制定的时间，提高作战效率和质量。经过国内外学者近三十年的研究，目标威胁评估技术已取得一系列研究成果。目前，用于解决复杂战场环境下目标威胁评估的方法主要有多属性决策法、贝叶斯网络推理法以及灰关联法等。其中，多属性决策法把影响威胁程度的定性或定量的多个目标属性值进行量化处理，再结合权值矢量与某种组合法则计算得到目标的综合评价值。该方法具有简单快速、运算量小和易于工程实现等特点，适用于多功能侦察雷达进行地面低空一体化侦察时对敌方目标进行实时和高可信度的威胁度评估。目前，多功能侦察雷达通常按照固定模板执行作战任务，一般流程为：侦察→TWS跟踪→TAS跟踪→目标识别→打击预警。作战任务之间的切换时机需要操作手根据经验进行人工判断。这种固定任务模板和人工决定任务切换时机的方法在执行复杂作战任务时，难以根据战场实时态势动态的调整和规划作战任务，及时响应瞬息万变的作战形势，造成雷达空时资源浪费和侦察效率低下，并导致战情延误。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法。技术方案一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，其特征在于步骤如下：步骤1：雷达开机后，进行定位定向和工作参数装订，随后进入工作状态，对地面和低空范围进行一体化侦察；步骤2：当雷达侦察到目标后，按照基于DBSCAN聚类和迭代RANSAC模型的航迹起始算法，由数据处理系统对目标自动启动TWS跟踪，并得到目标相对于雷达的距离、高度和径向速度；若雷达未侦察到目标，则返回步骤1，继续进行地面低空侦察；步骤3：将目标相对于雷达的距离、高度和径向速度转化为目标相对于防御目标的相对距离和面向速度；步骤4：利用目标相对于防御区的距离、面向速度及其RCS测量信息，计算得到目标相对于防御区的实时威胁度；步骤5：根据目标的实时威胁度，自动选择和动态调整目标进入TWS跟踪、TAS跟踪或武器分配。所述的步骤3包括以下步骤：步骤3a：数据处理系统根据雷达、防护区和目标的位置坐标，得到目标与防护区的距离；同事利用余弦定理计算得到两个连线的夹角θrp；所述的两个连线为目标与雷达之间的连线、目标与防护区之间的连线；步骤3b：将目标相对于雷达的径向速度Vtr，按照θrp投影到防护区方向，得到目标相对于防护区的面向速度Vtp。所述的步骤4包括以下步骤：步骤4a：以高斯模糊度函数作为目标高斯威胁度函数，分别绘制目标距离、速度和RCS的高斯威胁度图，分别从图中读出目标的距离高、中和低高斯威胁度；目标的速度高、中和低高斯威胁度；目标的类型高、中和低高斯威胁度；步骤4b：以先验信息为基础，建立基于目标参数的威胁度转移概率矩阵Mtp；步骤4c：在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的距离高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将距离高、中和低高斯威胁度分别与对应的转移概率相乘；在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的速度高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将速度高、中和低高斯威胁度分别与对应的转移概率相乘；在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的类型高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将类型高、中和低高斯威胁度分别与对应的转移概率相乘；使用下式计算目标的高、中、底综合威胁度：p(X＝H)＝p(X＝H|R)×p(X＝H|v)×p(X＝H|T)p(X＝M)＝p(X＝M|R)×p(X＝M|v)×p(X＝M|T)p(X＝L)＝p(X＝L|R)×p(X＝L|v)×p(X＝L|T)其中，p(X＝H|R)、p(X＝H|v)、p(X＝H|T)分别为目标的距离、速度、类型的高高斯威胁度，p(X＝M|R)、p(X＝M|v)、p(X＝M|T)分别为目标的距离、速度、类型的中高斯威胁度，p(X＝L|R)、p(X＝L|v)、p(X＝L|T)分别为目标的距离、速度、类型的低高斯威胁度；步骤4d：通过归一化方法，利用公式得到目标分别属于高、中和低威胁度的比重，并将占比重最大的威胁度值P赋给该目标。所述的步骤5包括以下步骤：步骤5a：若该目标的威胁度P≤0.6，判该目标当前状态为低危险，由数据处理系统继续对其进行TWS跟踪，并依次执行步骤3和步骤4；步骤5b：若该目标的威胁度P≥0.8，判该目标当前状态为高危险，由武器分配系统对其进行打击武器分配；步骤5c：若该目标威胁度P∈(0.6,0.8)，判该目标当前状态为准危险，数据处理系统发送命令给信号处理系统，由信号处理系统对该目标转入TAS跟踪，信号处理系统将TAS跟踪得到的目标距离、径向速度和精识别结果发送给数据处理系统，并由数据处理系统按照步骤4计算目标的实时威胁度；步骤5d：设雷达系统的TAS跟踪容量为K个，若准危险目标数量N＞K，则对N个目标按照其威胁度大小进行排序，其中威胁度高的前K个目标进入TAS队列，后N-K个目标进入TWS队列；在此过程中，若某时刻TAS队列中任一目标实时威胁度P≥0.8，则对该目标进行武器分配，当目标被武器系统摧毁后，将其从TAS队列中删除；若某时刻TAS队列中的任一目标实时威胁度P≤0.6，则该目标退出TAS队列，进入TWS队列；若某时刻TWS队列中的任一目标实时威胁度P＞0.6，且TAS队列中的目标个数L＜K，则该目标退出TWS队列，进入TAS队列。有益效果本专利技术提出的一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，根据目标实时威胁度的变化，动态调整多功能侦察雷达作战方式的任务规划技术，实现多功能侦察雷达根据战场实时态势自适应地选择搜索、TWS跟踪、TAS跟踪、目标识别、危险告警和武器分配等工作任务，提高多功能侦察雷达多目标、多任务执行能力，减少操作手人工干预程度，增强其在实战中的实时态势感知和任务规划能力。附图说明图1是本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，其特征在于步骤如下：步骤1：雷达开机后，进行定位定向和工作参数装订，随后进入工作状态，对地面和低空范围进行一体化侦察；步骤2：当雷达侦察到目标后，按照基于DBSCAN聚类和迭代RANSAC模型的航迹起始算法，由数据处理系统对目标自动启动TWS跟踪，并得到目标相对于雷达的距离、高度和径向速度；若雷达未侦察到目标，则返回步骤1，继续进行地面低空侦察；步骤3：将目标相对于雷达的距离、高度和径向速度转化为目标相对于防御目标的相对距离和面向速度；步骤4：利用目标相对于防御区的距离、面向速度及其RCS测量信息，计算得到目标相对于防御区的实时威胁度；步骤5：根据目标的实时威胁度，自动选择和动态调整目标进入TWS跟踪、TAS跟踪或武器分配。

【技术特征摘要】
1.一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，其特征在于步骤如下：步骤1：雷达开机后，进行定位定向和工作参数装订，随后进入工作状态，对地面和低空范围进行一体化侦察；步骤2：当雷达侦察到目标后，按照基于DBSCAN聚类和迭代RANSAC模型的航迹起始算法，由数据处理系统对目标自动启动TWS跟踪，并得到目标相对于雷达的距离、高度和径向速度；若雷达未侦察到目标，则返回步骤1，继续进行地面低空侦察；步骤3：将目标相对于雷达的距离、高度和径向速度转化为目标相对于防御目标的相对距离和面向速度；步骤4：利用目标相对于防御区的距离、面向速度及其RCS测量信息，计算得到目标相对于防御区的实时威胁度；步骤5：根据目标的实时威胁度，自动选择和动态调整目标进入TWS跟踪、TAS跟踪或武器分配。2.根据权利要求1所述的一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，其特征在于所述的步骤3包括以下步骤：步骤3a：数据处理系统根据雷达、防护区和目标的位置坐标，得到目标与防护区的距离；同事利用余弦定理计算得到两个连线的夹角θrp；所述的两个连线为目标与雷达之间的连线、目标与防护区之间的连线；步骤3b：将目标相对于雷达的径向速度Vtr，按照θrp投影到防护区方向，得到目标相对于防护区的面向速度Vtp。3.根据权利要求1所述的一种多功能侦察雷达作战任务自动规划方法，其特征在于所述的步骤4包括以下步骤：步骤4a：以高斯模糊度函数作为目标高斯威胁度函数，分别绘制目标距离、速度和RCS的高斯威胁度图，分别从图中读出目标的距离高、中和低高斯威胁度；目标的速度高、中和低高斯威胁度；目标的类型高、中和低高斯威胁度；步骤4b：以先验信息为基础，建立基于目标参数的威胁度转移概率矩阵Mtp；步骤4c：在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的距离高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将距离高、中和低高斯威胁度分别与对应的转移概率相乘；在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的速度高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将速度高、中和低高斯威胁度分别与对应的转移概率相乘；在威胁度转移概率矩阵Mtp分别读取目标的类型高、中和低高斯威胁度对应的转移概率，然后将类...

【专利技术属性】
技术研发人员：同非，史小斌，连豪，孙藏安，孟宁，任哲毅，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61