一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，包括以下步骤：读取电子环境建模参数、雷达建模参数、电子侦察装备参数；在时域，判断雷达的天线方位和电子侦察装备的天线方位是否对准，如果对准，则在时域上截获，否则，未截获；在频域，判断是否对准雷达频率，如果对准，则在频域上截获，否则，未截获；在能量域，判断接收功率是否超过侦察装备的灵敏度，如果超过，则在能量域截获，否则，未截获；全脉冲分选，对截获到的雷达信号进行全脉冲分选，然后输出基于误差的分选结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法
本专利技术涉及一种仿真方法，具体涉及一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法。
技术介绍
电子侦察根据所侦测到的信号特征参数即可识别辐射源，并推断其用途、能力和威胁程度。电磁信号空间环境存在着大量辐射源。它们分布在宽广的频域和空域内，而且工作体制繁多，波形复杂多变，各种电磁信号在频域上拥挤，在时域上密集交叠。因此，电子侦察从密集复杂的电磁信号环境中截获和识别辐射源实际上是相当复杂的。电子侦察系统的输入端，通常是由多个辐射源交叠在一起所形成的信号流，它们的工作频率、到达方向、到达时间、调制样式、辐射时间、信号强度、极化形式和地理位置等都是未知的，为了查明辐射源的特性及其能力，电子侦察系统首先要正确地发现信号的存在，这就要求被侦察的辐射源正在向电子侦察系统方向产生足够时间的辐射，而电子侦察系统必须在方向上、频率上和极化上对准被侦察的辐射源，并且要有足够的灵敏度。电子侦察是实施电子对抗的基础和前提，电子侦察系统包含若干层次，涉及众多的专业领域，通过仿真技术来验证系统的可靠性及稳定性既可以有效的评估系统的性能又能弥补外场试验的不足；目前出现的电子侦察仿真系统存在大量的问题，主要包括以下几点：1、由于辐射源可能在空域上或是频域上具有活动性，侦察系统也有可能具有空域活动性或频域活动性，而且对脉冲辐射源和采用间断辐射方式的辐射源还需考虑其时域上的活动性，现有截获仿真技术截获条件单一，只考虑了能量域的截获，而不考虑时域天线扫描问题、频域频率扫描问题，电子侦察系统在实际截获过程中可能出现信号丢失的情况；2、传播模型方面只采用了自由空间传播模型计算传播损耗，未考虑根据作战场景和工作频率选择不同的传播模型，不能够模拟真实电磁环境对信号传播的影响；3、现有技术只判断了是否截获，进行效能仿真；而未计算全脉冲数据并输出，进行功能仿真；不能支持电子侦察装备软件的测试与验证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有截获仿真技术只考虑了能量域的截获，而不考虑时域天线扫描、频域频率扫描，目的在于提供一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，解决现有截获仿真技术只考虑了能量域的截获，而不考虑时域天线扫描、频域频率扫描的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，包括以下步骤：S1、读取电子环境建模参数、雷达建模参数、电子侦察装备建模参数；S2、在时域，计算雷达天线实时扫描方位，计算电子侦察装备天线实时扫描方位，判断雷达的天线方位和电子侦察装备的天线方位是否对准，如果对准，则在时域上截获，否则，未截获；S3、在频域，根据读取的电子侦察装备建模参数，获取频率扫描周期、扫描样式、重点频率集、扫描范围、工作带宽、扫描速度、扫描方向参数，计算电子侦察装备的实时扫描频率，判断是否对准雷达频率，如果对准，则在频域上截获，否则，未截获；S4、在能量域，根据S1读取的参数，获取雷达装备的位置姿态信息、电子侦察装备的位置姿态信息，计算两点之间的传播路径，用于计算传播损耗；根据S2计算的雷达天线扫描方位，计算位于电子侦察装备方位的雷达天线增益；根据S2计算的电子侦察天线扫描方位，计算为雷达方位的电子侦察天线增益；同时，根据电磁环境建模参数以及雷达参数和侦察装备参数，雷达的位置姿态信息和电子侦察装备的位置姿态信息，利用传播模型选择规则，选取合适的传播模型计算传播损耗；然后计算雷达的发射功率经过天线增益和传播损耗影响后到达电子侦察装备天线时的接收功率，最后判断接收功率是否超过侦察装备的灵敏度，如果超过，则在能量域截获，否则，未截获；S5、全脉冲分选，对截获到的雷达信号进行全脉冲分选，然后输出基于误差的分选结果。本专利技术通过软件仿真完成仿真电子侦察作战过程中的时域天线扫描、频域频率扫描以及能量域的能量截获，同时在能量域计算能量截获时考虑传播损耗对于信号传播的影响，支持手动选择传播模型或采用自动传播模型选择规则，以及在计算传播模型时充分模拟了真实传播损耗，考虑了各种因素对传播损耗的影响。本专利技术不仅考虑了能量域的截获，同时还考虑了时域截获、频域截获，此外，还支持多种传播模型的选择，更加逼真的模拟了真实电磁环境下的考虑传播损耗的电子侦察截获功能。通过此种方法，对电子侦察装备的输出数据进行仿真，可以支持进行电子侦察装备效能仿真与评估、电子侦察装备软件的测试与验证、电子侦察装备的模拟训练，节约实装系统的费用，降低研制周期。在电子侦察设备截获目标的过程中，需要进行距离、频率、空域的判断，只有三个条件都同时满足的情况下，才能实现对目标的截获。步骤S2的具体步骤如下：首先对雷达设备和侦察设备天线波束指向进行计算，基于平台方位c_az、横滚c_rl、天线波束方位az、天线波束俯仰el、波束宽度width、波束扫描角度范围、波束扫描方式、波束扫描方向、波束扫描速度speed和扫描时间time参数数据，实时计算电子侦察设备的波束指向；波束扫描角度包括起始角度s_angle、终止角度e_angle；具体包括以下子步骤：a、判断扫描方式，如果是扇扫则进步骤b，如果是圆扫则进步骤c，如果是固定则进步骤d；b、判断扫描方向，如果是顺时针扫描，则进步骤e，否则进步骤f；c、判断扫描方向，如果是顺时针扫描，则进步骤g，否则进步骤h；d、天线波束扫描方位＝c_az+az，天线波束扫描俯仰＝c_rl+el；e、根据扫描时间计算扫描过的角度angle，angle＝speed*time，计算扫描宽度width_deg，width_deg＝e_angle-s_angle，计算扫描过的扫描宽度数量cnt，cnt＝floor(angle/width_deg)；如果cnt对2取余为0，则天线波束扫描方位＝s_angle+(angle-cnt*width_deg)，否则天线波束扫描方位＝e_angle-(angle-cnt*width_deg)；f、根据扫描时间计算扫描过的角度angle，angle＝speed*time，计算扫描宽度width_deg，width_deg＝s_angle-e_angle，计算扫描过的扫描宽度数量cnt，cnt＝floor(angle/width_deg)；如果cnt对2取余为0，则天线波束扫描方位＝s_angle-(angle-cnt*width_deg)，否则天线波束扫描方位＝e_angle+(angle-cnt*width_deg)；g、天线波束扫描方位＝s_angle+angle，再对扫描方位校验，换算到0-360°范围内；h、天线波束扫描方位＝s_angle-angle，再对扫描方位校验，换算到0-360°范围内；i、天线波束扫描俯仰＝c_rl+el；j、计算雷达相对侦察设备和侦察设备相对雷达设备的方位AZ、俯仰EL；包括以下步骤：X＝sind(lon2-lon1)*cosd(lat2)；Y＝cosd(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、读取电子环境建模参数、雷达建模参数、电子侦察装备建模参数；/nS2、在时域，计算雷达天线实时扫描方位，计算电子侦察装备天线实时扫描方位，判断雷达的天线方位和电子侦察装备的天线方位是否对准，如果对准，则在时域上截获，否则，未截获；/nS3、在频域，根据读取的电子侦察装备建模参数，获取频率扫描周期、扫描样式、重点频率集、扫描范围、工作带宽、扫描速度、扫描方向参数，计算电子侦察装备的实时扫描频率，判断是否对准雷达频率，如果对准，则在频域上截获，否则，未截获；/nS4、在能量域，根据S1读取的参数，获取雷达装备的位置姿态信息、电子侦察装备的位置姿态信息，计算两点之间的传播路径，用于计算传播损耗；根据S2计算的雷达天线扫描方位，计算位于电子侦察装备方位的雷达天线增益；根据S2计算的电子侦察天线扫描方位，计算为雷达方位的电子侦察天线增益；同时，根据电磁环境建模参数以及雷达参数和侦察装备参数，雷达的位置姿态信息和电子侦察装备的位置姿态信息，利用传播模型选择规则，选取合适的传播模型计算传播损耗；然后计算雷达的发射功率经过天线增益和传播损耗影响后到达电子侦察装备天线时的接收功率，最后判断接收功率是否超过侦察装备的灵敏度，如果超过，则在能量域截获，否则，未截获；/nS5、全脉冲分选，对截获到的雷达信号进行全脉冲分选，然后输出基于误差的分选结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、读取电子环境建模参数、雷达建模参数、电子侦察装备建模参数；
S2、在时域，计算雷达天线实时扫描方位，计算电子侦察装备天线实时扫描方位，判断雷达的天线方位和电子侦察装备的天线方位是否对准，如果对准，则在时域上截获，否则，未截获；
S3、在频域，根据读取的电子侦察装备建模参数，获取频率扫描周期、扫描样式、重点频率集、扫描范围、工作带宽、扫描速度、扫描方向参数，计算电子侦察装备的实时扫描频率，判断是否对准雷达频率，如果对准，则在频域上截获，否则，未截获；
S4、在能量域，根据S1读取的参数，获取雷达装备的位置姿态信息、电子侦察装备的位置姿态信息，计算两点之间的传播路径，用于计算传播损耗；根据S2计算的雷达天线扫描方位，计算位于电子侦察装备方位的雷达天线增益；根据S2计算的电子侦察天线扫描方位，计算为雷达方位的电子侦察天线增益；同时，根据电磁环境建模参数以及雷达参数和侦察装备参数，雷达的位置姿态信息和电子侦察装备的位置姿态信息，利用传播模型选择规则，选取合适的传播模型计算传播损耗；然后计算雷达的发射功率经过天线增益和传播损耗影响后到达电子侦察装备天线时的接收功率，最后判断接收功率是否超过侦察装备的灵敏度，如果超过，则在能量域截获，否则，未截获；
S5、全脉冲分选，对截获到的雷达信号进行全脉冲分选，然后输出基于误差的分选结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：首先对雷达设备和侦察设备天线波束指向进行计算，基于平台方位c_az,横滚c_rl、天线波束方位az、天线波束俯仰el、波束宽度width、波束扫描角度范围、波束扫描方式、波束扫描方向、波束扫描速度speed和扫描时间time参数数据，实时计算电子侦察设备的波束指向；波束扫描角度包括起始角度s_angle、终止角度e_angle；具体包括以下子步骤：
a、判断扫描方式，如果是扇扫则进步骤b，如果是圆扫则进步骤c，如果是固定则进步骤d；
b、判断扫描方向，如果是顺时针扫描，则进步骤e，否则进步骤f；
c、判断扫描方向，如果是顺时针扫描，则进步骤g，否则进步骤h；
d、天线波束扫描方位＝c_az+az，天线波束扫描俯仰＝c_rl+el；
e、根据扫描时间计算扫描过的角度angle，计算扫描宽度width_deg，计算扫描过的扫描宽度数量cnt，cnt＝floor(angle/width_deg)；如果cnt对2取余为0，则天线波束扫描方位＝s_angle+(angle-cnt*width_deg)，否则天线波束扫描方位＝e_angle-(angle-cnt*width_deg)；
f、根据扫描时间计算扫描过的角度angle，计算扫描宽度width_deg，计算扫描过的扫描宽度数量cnt，cnt＝floor(angle/width_deg)；如果cnt对2取余为0，则天线波束扫描方位＝s_angle-(angle-cnt*width_deg)，否则天线波束扫描方位＝e_angle+(angle-cnt*width_deg)；
g、天线波束扫描方位＝s_angle+angle，再对扫描方位校验，换算到0-360°范围内；
h、天线波束扫描方位＝s_angle-angle，再对扫描方位校验，换算到0-360°范围内；
i、天线波束扫描俯仰＝c_rl+el；
j、计算雷达相对侦察设备和侦察设备相对雷达设备的方位AZ、俯仰EL；
包括以下步骤：
X＝sind(lon2-lon1)*cosd(lat2)；
Y＝cosd(lat1)*sind(lat2)-sin(lat1)*cosd(lat2)*cosd(lon2-lon1)；
A＝tan2(X，Y)；
AZ＝fmod(A+2*π，2*π)*180/π；
其中，两设备经纬度分别为：lon1、lat1、lon2、lat2，单位：度；
计算俯仰EL时，需要先将地理坐标转换为空间坐标；
将侦察设备和目标雷达的经纬高转换为空间坐标后计算两点的向量夹角Angle：
Angle＝180/π*acos((x1*x2+y1*y2+z1*z2)/(sqrt(x1*x1+y1*y1+z1*z1)/sqrt(x2*x2+y2*y2+z2*z2)))；
EL＝atan((cosd(angle)-(R+height1)/(R+height2))/sind(angle))*180/π；
其中，height1、height2分别为两设备的高度，单位：m；R为地球半径，单位：m；侦察设备坐标(x1，y1，z1)和雷达坐标(x2，y2，z2)；
k、根据上述步骤计算的天线实时波束方位、俯仰，以及雷达相对侦察设备的方位、俯仰、侦察设备相对雷达的方位、俯仰，和雷达和侦察设备天线的波束宽度，判断目标对应的方位俯仰是否在天线波束范围内，如果都在范围内，则截获成功，否则截获失败。


3.根据权利要求1所述的一种基于时空频能数据的通用电子侦察截获仿真方法，其特征在于，步骤S3中频率扫描算法如下：
基于侦察设备频率范围、工作带宽bandWidth、扫描时间scanTime、跟踪时间followTime、重点频率集freqs和实时仿真时间time参数，实时计算当前电子侦察设备的工作频率参数，侦察设备频率范围包括最大频率maxFreq、最小频率minFreq；具体的子步骤如下：
a1、判断输入的重点频率集中的频率是否超出扫描范围，超出的则抛弃；
b1、计算基于工作带宽和最大最小频率的扫描次数cnt，cnt＝floor((maxFreq-minFreq)/bandWidth)；
c1、判断fmod((maxFreq-minFreq)，bandWidth)是否大于零，如果大于零则cnt加1；
d1、计算顺序扫描需要时间normalTime，normalTime＝cnt*scanTime，计算跟踪需要时间followTime，followTime＝size(freqs)*followTime；
e1、计算当前仿真时间处于顺序扫描时间段还是跟踪扫描时间段，realTime＝fmod(time,normalTime+followTime)，如果realTime小于normalTime，则处于顺序扫描阶段，否则处于跟踪扫描阶段；
f1、在正常扫描阶段，计算实时中心频...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成刚，张剑锋，张芝琼，周武林，吴翠，
申请(专利权)人：成都众享天地网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51