一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，涉及雷达信息处理领域，可以节约计算时间，选出合适的发射机。所述方法包括：初始化二分搜索的上界为minifi(ET)，下界为0，每次迭代，检验当前上下界间隔中心c＝(cmin+cmax)/2的可行性；为此，对每个目标i，定义相应子模函数的截尾函数min{fi(A)，c}，定义由子模函数性质可知，函数是子模函数，然后通过贪婪算法计算得到一个解A*。如果A*不满足总功率要求，则令cmax＝c；否则，保存A*为当前最好的解Abest并令cmin＝c；最终，算法保证收敛到一个解Abest，该解至少能达到原问题的最优值，同时在约束上有所松弛，即

【技术实现步骤摘要】
一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法
本专利技术涉及雷达信息处理领域，尤其涉及一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法。
技术介绍
分布式雷达网络由地域上广泛分布的多个雷达站点组成，其包括：分布式多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)雷达以及多站雷达系统等。分布式MIMO雷达最早由Fishler等提出，与传统雷达相比，分布式MIMO雷达的一个主要优点是地域上广泛分布的发射/接收天线能够捕捉到目标的不同截面，提供关于目标的空间散射特性信息，能够避免目标散射的闪烁，因而在检测低可观测目标时具有更好的性能，从而得到了广泛关注。在分布式雷达网络中，发射机、接收机的数量及其位置对系统感知能力具有重要影响，分布式MIMO雷达的性能改善与发射机、接收机数量、信号带宽、信噪比等相关，而多站雷达系统定位性能的好坏则与系统几何拓扑有关。雷达系统设计和资源管理中需要解决的一个关键问题是能量约束下动态的天线选择，即需要设计一个天线选择器，用来确定在某个时间周期系统需要开启哪些天线。天线选择需要在总功率、开启的天线数量以及所获得的关于目标的信息量之间进行平衡。Haimovich等采用克罗拉美下界作为优化指标，描述了两类关于功率分配的问题：一是在保持每个站点的发射功率在一个可允许的范围内，在满足给定定位性能的条件下最小化总发射功率；二是对于一个给定的总功率预算，通过优化发射雷达的功率分配来最大化可获得的定位性能。Haimovich将两类问题描述成为组合优化框架下的背包问题。由于背包问题是典型的NP-hard问题，计算复杂度呈指数级增长，其最优解只能通过穷举来获得，计算复杂，用时很长。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，可以节约计算时间，选出适当的发射机。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，包括：S1、进行初始化，设置初始的上界值和初始的下界值，其中，所述初始的上界值cmax为minifi(ET)，初始的下界值cmin为0，发射机集合初始值目标个数为I，i表示第i个目标，i＝1，2，...，I；S2、判断cmax-cmin是否大于等于ε，其中所述ε为预设的值；若是，则进行S3，若否，则进行S9；S3、令c＝(cmin+cmax)/2，S4、计算判断是否小于c；若是进行S5，若否进行S6；S5、计算获得然后令A*＝A*∪{g}，返回进行S4；S6、获得A′，A′代表大于等于c时的发射机集合A*，判断所述集合A′中的发射机的总功率，是否大于网络提供给整个发射机集合的总功率；若是，进行步骤S7，若否进行步骤S8；S7、令cmax＝c，cmin＝cmin，进行S2；S8、令cmax＝cmax，cmin＝c，此时，Abest＝A′，进行S2；S9、结束，输出Abest为获得的最优发射机集合。上述技术方案提供的分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，初始化二分搜索的上界为minifi(ET)，下界为0，每次迭代，检验当前上下界间隔中心c＝(cmin+cmax)/2的可行性；为此，对每个目标i，定义相应子模函数的截尾函数min{fi(A)，c}，定义由子模函数性质可知，函数是子模函数，然后通过贪婪算法计算得到一个解A*。如果A*不满足总功率要求，则令cmax＝c；否则，保存A*为当前最好的解Abest并令cmin＝c；最终，算法保证收敛到一个解Abest，该解至少能达到原问题的最优值，同时在约束上有所松弛，即这样利用待优化目标函数的子模性质，提出了基于均衡策略的具有性能保证的多项式时间算法复杂度发射机子集选择算法，使得每个目标方差下降的最小值最大化。计算方法简单，用时少。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的场景一雷达发射机-接收机目标的分布示意图；图3为本专利技术实施例提供的场景二雷达发射机-接收机目标的分布示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：步骤1：进行初始化，设置初始的上界值和初始的下界值，其中，所述初始的上界值cmax为minifi(ET)，初始的下界值cmin为0，发射机集合初始值目标个数为I，i表示第i个目标，i＝1，2，...，I；在分布式多雷达网络中设置M个发射机和N个接收机，所述M个发射机和所述N个接收机时间同步，所述M个发射机和所述N个接收机的位置已知。其中，所述M个发射机的位置坐标集合记为所述N个接收机位置坐标集合记为根据所述M个发射机的位置坐标和所述N个接收机的位置坐标可以计算确定关于目标i的位置的克罗拉美下界表达式。根据下述公式(1)确定关于目标i的位置的克罗拉美下界表达式，记发射机集合为ET：＝{1，2，...，m，...，M}，接收机集合为ER：＝{1，2，...，n，...，N}，对任意及令为任意发射机子集AT及任意接收机子集AR所获得的关于目标i位置估计的克罗拉美下界，其计算公式为：其中，上式中，c为光速，为噪声方差，βm为发射机m的波形有效带宽，pmTx为发射机m的功率，hm，i，n为从发射机m到目标i到接收机n这个通道的损耗。分别为发射机m到目标i以及目标i到接收机n的距离；xi，yi为目标i的位置估计坐标(在进行多目标定位的时候，一开始目标的位置是不知道的，这个时候就通过随机选择一些发射机和接收机进行定位，当然这样是满足不了定位性能的，只能得到大概的位置估计坐标xi，yi，然后通过得到的xi，yi进行上述计算，进而选择发射机子集，得到更好的定位性能)。进而，关于子集AT，AR的方差下降函数fi(AT，AR)定义为公式(3)：上述公式所定义的函数为单调非递减子模函数，给出了在选择发射子集AT，及接收机子集AR，时目标i的方差下降函数。其中，所述为时的在这里，所述minifi(ET)为AT＝ET，AR＝ER时各个目标i对应的方差下降函数fi(AT，AR)中的最小值。例如目标个数I为5，i＝1，2，...，5，AT＝ET，AR＝ER时各个目标i对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，其特征在于，包括：S1、进行初始化，设置初始的上界值和初始的下界值，其中，所述初始的上界值cmax为minifi(ET)，初始的下界值cmin为0，发射机集合初始值目标个数为I，i表示第i个目标，i＝1，2，...，I；S2、判断cmax‑cmin是否大于等于ε，其中所述ε为预设的值；若是，则进行步骤S3，若否，则进行步骤S9；S3、令c＝(cmin+cmax)/2，S4、计算判断是否小于c；若是进行步骤S5，若否进行步骤S6；S5、计算获得g=argmaxm∈ET\A*F‾c(A*∪{m})-F‾c(A*)pmTx,]]>然后令A*＝A*∪{g}，返回进行步骤S4；S6、获得A′，A′代表大于等于c时的发射机集合A*，判断所述集合A′中的发射机的总功率，是否大于网络提供给整个发射机集合的总功率；若是，进行步骤S7，若否进行步骤S8；S7、令cmax＝c，cmin＝cmin，进行步骤S2；S8、令cmax＝cmax，cmin＝c，此时，Abest＝A′，进行步骤S2；S9、步骤结束，输出Abest为获得的最优发射机集合。...

【技术特征摘要】
1.一种分布式雷达网络多目标定位时的发射机选择方法，其特征在于，包括：S1、进行初始化，设置初始的上界值和初始的下界值，其中，所述初始的上界值cmax为minifi(ET)，初始的下界值cmin为0，发射机集合初始值目标个数为I，i表示第i个目标，i＝1，2，…，I；S2、判断cmax-cmin是否大于等于ε，其中所述ε为预设的值；若是，则进行步骤S3，若否，则进行步骤S9；S3、令c＝(cmin+cmax)/2，S4、计算判断是否小于c；若是进行步骤S5，若否进行步骤S6；S5、计算获得然后令返回进行步骤S4；S6、获得A′，A′代表大于等于c时的发射机集合A*，判断所述集合A′中的发射机的总功率，是否大于网络提供给整个发射机集合的总功率；若是，进行步骤S7，若否进行步骤S8；S7、令cmax＝c，cmin＝cmin，进行步骤S2；S8、令cmax＝cmax，cmin＝c，此时，Abest＝A′，进行步骤S2；S9、步骤结束，输出Abest为获得的最优发射机集合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分布式多雷达网络中设置M个发射机和N个接收机，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增福，郭振，潘泉，兰华，粱彦，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61