一种多雷达自组织协同探测系统及方法技术方案

本公开涉及雷达探测技术领域，公开了一种多雷达自组织协同探测系统及方法。所述系统包括通信网络、与通信网络通信连接的协同处理与控制中心及动态接入通信网络的多个雷达；雷达接收回波信号，从中提取出预设的多层级数据；协同处理与控制中心接收各雷达发送的多层级数据，联合处理各多层级数据，确定出探测目标的目标环境和电磁环境，生成预警信号，根据动态生成的任务需求确定多个雷达的最优系统构型和信号协同处理方式，生成控制指令；通信网络实现各雷达与协同处理与控制中心的信息实时传输和时空同步；雷达还根据控制指令调整工作参数，以形成最优系统构型，按信号协同处理方式协同探测。本公开解决了复杂环境下新型威胁目标的探测问题。胁目标的探测问题。胁目标的探测问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多雷达自组织协同探测系统及方法


[0001]本公开涉及雷达探测
，特别涉及一种多雷达自组织协同探测系统及方法。

技术介绍

[0002]长期以来，预警探测系统的发展以单基地雷达的研制为主，主要集中在情报收集、数据融合、态势生成等层面。然而，现有技术并不能有效组织系统的各种资源以实现探测效能的最大化。
[0003]另外，面对日益发展的各类目标的威胁、复杂电磁环境以及作战样式的变化，预警探测系统中的单基地雷达很难具备体系对抗能力。同时，从预警探测系统对体系作战的支撑要求上来看，其功能由早期的预警、探测任务，正在向定位、分辨、识别等更高要求发展。
[0004]因此，如何跳出单基地雷达收发同站的布局形态和后向散射探测机理，解决复杂环境下新型威胁目标的探测问题，成为本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种多雷达自组织协同探测系统及方法。
[0006]本公开的一个方面，提供了一种多雷达自组织协同探测系统，所述系统包括通信网络、与所述通信网络通信连接的协同处理与控制中心、以及动态接入所述通信网络的多个雷达，其中，所述雷达，用于接收回波信号，并从所述回波信号中提取出预设的多层级数据；所述协同处理与控制中心，用于接收各所述雷达发送的所述多层级数据，并对各所述多层级数据进行联合处理，确定出探测目标的目标环境和电磁环境，生成预警信号，以及，根据动态生成的任务需求确定所述多个雷达的最优系统构型和所述多个雷达的信号协同处理方式，并生成控制指令；所述通信网络，用于实现各所述雷达与所述协同处理与控制中心的信息实时传输和时空同步；所述雷达，还用于根据所述控制指令调整工作参数，以形成所述最优系统构型，并按照所述信号协同处理方式进行协同探测。
[0007]可选的，所述协同处理与控制中心包括环境认知与协同抗干扰模块，所述环境认知与协同抗干扰模块，用于根据所述多层级数据中目标回波信号和干扰信号在所述多个雷达间的时延和多普勒差异，采用多站采样信号对消的协同抗主瓣干扰方法，保留所述目标回波信号，同时抑制所述干扰信号。
[0008]可选的，所述环境认知与协同抗干扰模块，具体用于：根据各所述回波信号之间的互相关最大化，对各所述多层级数据进行干扰信号对齐；
对干扰信号对齐后的各所述多层级数据以对剩余能量最小化进行同源干扰信号自适应对消；对同源干扰信号自适应对消后的各所述多层级数据通过匹配滤波脉压和二次目标剔除，抑制对消过程中引入的虚假目标，得到与各所述多层级数据对应的各所述目标回波信号。
[0009]可选的，所述协同处理与控制中心还包括联合检测与跟踪模块和/或协同定位模块，其中，所述联合检测与跟踪模块，用于：采用统一栅格映射的方法对各所述多层级数据进行处理，以实现空时配准；对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，利用基于多假设检验的目标运动位置补偿法进行处理，以对所述探测目标进行协同检测并生成所述探测目标的航迹；以及，对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，采用基于粒子滤波的多站点检测跟踪一体化技术进行处理，以实现所述探测目标的检测和跟踪；所述协同定位模块，用于：对各所述多层级数据进行匹配滤波预处理，得到对应的基带回波信号；利用目标位置先验信息选择定位区域，并根据所述定位区域截取各所述基带回波信号，得到目标基带回波信号；对各所述目标基带回波信号进行联合似然函数值计算，通过遍历搜索空间，生成联合似然函数值平面；根据最大似然估计准则，对所述联合似然函数值平面进行过门限处理并搜索得到所述联合似然函数值平面的最大值；通过镜像目标干扰消除调整所述联合似然函数值平面，输出所述探测目标的数量及位置估计值。
[0010]可选的，所述协同处理与控制中心还包括资源动态优化与管控模块，所述资源动态优化与管控模块，用于根据所述目标环境和所述电磁环境生成不同类型的探测任务；根据所述探测任务，评估所述探测任务对应的能力指标需求；基于所述能力指标需求、所述系统的拓扑构型和各所述雷达的资源参数，建立多目标动态优化模型，并通过快速优化算法分别解算出所述系统及各所述雷达的工作参数，生成所述控制指令；所述不同类型的探测任务包括区域搜索、目标定位、协同跟踪中的至少一者；所述能力指标需求包括覆盖率、定位精度、跟踪精度中的至少一者；所述雷达的工作参数包括工作频率、带宽、波束指向和发射波形中的至少一者。
[0011]本公开的另一个方面，提供了一种多雷达自组织协同探测方法，所述方法包括：接收多个回波信号，并分别从每个所述回波信号中提取出预设的多层级数据；对各所述多层级数据进行联合处理，确定出探测目标的目标环境和电磁环境，生成预警信号；根据动态生成的任务需求确定所述多个雷达的最优系统构型和所述多个雷达的信号协同处理方式，并生成控制指令；根据所述控制指令，调整所述多个雷达的工作参数，以使所述多个雷达形成所述
最优系统构型，并按照所述信号协同处理方式进行协同探测。
[0012]可选的，所述对各所述多层级数据进行联合处理，包括：根据各所述回波信号之间的互相关最大化，对各所述多层级数据进行干扰信号对齐；对干扰信号对齐后的各所述多层级数据以对剩余能量最小化进行同源干扰信号自适应对消；对同源干扰信号自适应对消后的各所述多层级数据通过匹配滤波脉压和二次目标剔除，抑制对消过程中引入的虚假目标，得到与各所述多层级数据对应的各所述目标回波信号。
[0013]可选的，所述对各所述多层级数据进行联合处理，还包括：采用统一栅格映射的方法对各所述多层级数据进行处理，以实现空时配准；对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，利用基于多假设检验的目标运动位置补偿法进行处理，以对所述探测目标进行协同检测并生成所述探测目标的航迹；以及，对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，采用基于粒子滤波的多站点检测跟踪一体化技术进行处理，以实现所述探测目标的检测和跟踪。
[0014]可选的，所述对各所述多层级数据进行联合处理，还包括：对各所述多层级数据进行匹配滤波预处理，得到对应的基带回波信号；利用目标位置先验信息选择定位区域，并根据所述定位区域截取各所述基带回波信号，得到目标基带回波信号；对各所述目标基带回波信号进行联合似然函数值计算，通过遍历搜索空间，生成联合似然函数值平面；根据最大似然估计准则，对所述联合似然函数值平面进行过门限处理并搜索得到所述联合似然函数值平面的最大值；通过镜像目标干扰消除调整所述联合似然函数值平面，输出所述探测目标的数量及位置估计值。
[0015]可选的，所述根据动态生成的任务需求确定所述多个雷达的最优系统构型和所述多个雷达的信号协同处理方式，并生成控制指令，包括：根据所述目标环境和所述电磁环境生成不同类型的探测任务；根据所述探测任务，评估所述探测任务对应的能力指标需求；基于所述能力指标需求、所述系统的拓扑构型和各所述雷达的资源参数，建立多目标动态优化模型，并通过快速优化算法分别解算出所述系统及各所述雷达的工作参数，生成所述控制指令；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多雷达自组织协同探测系统，其特征在于，所述系统包括通信网络、与所述通信网络通信连接的协同处理与控制中心、以及动态接入所述通信网络的多个雷达，其中，所述雷达，用于接收回波信号，并从所述回波信号中提取出预设的多层级数据；所述协同处理与控制中心，用于接收各所述雷达发送的所述多层级数据，并对各所述多层级数据进行联合处理，确定出探测目标的目标环境和电磁环境，生成预警信号，以及，根据动态生成的任务需求确定所述多个雷达的最优系统构型和所述多个雷达的信号协同处理方式，并生成控制指令；所述通信网络，用于实现各所述雷达与所述协同处理与控制中心的信息实时传输和时空同步；所述雷达，还用于根据所述控制指令调整工作参数，以形成所述最优系统构型，并按照所述信号协同处理方式进行协同探测。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述协同处理与控制中心包括环境认知与协同抗干扰模块，所述环境认知与协同抗干扰模块，用于根据所述多层级数据中目标回波信号和干扰信号在所述多个雷达间的时延和多普勒差异，采用多站采样信号对消的协同抗主瓣干扰方法，保留所述目标回波信号，同时抑制所述干扰信号。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述环境认知与协同抗干扰模块，具体用于：根据各所述回波信号之间的互相关最大化，对各所述多层级数据进行干扰信号对齐；对干扰信号对齐后的各所述多层级数据以对剩余能量最小化进行同源干扰信号自适应对消；对同源干扰信号自适应对消后的各所述多层级数据通过匹配滤波脉压和二次目标剔除，抑制对消过程中引入的虚假目标，得到与各所述多层级数据对应的各所述目标回波信号。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述协同处理与控制中心还包括联合检测与跟踪模块和/或协同定位模块，其中，所述联合检测与跟踪模块，用于：采用统一栅格映射的方法对各所述多层级数据进行处理，以实现空时配准；对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，利用基于多假设检验的目标运动位置补偿法进行处理，以对所述探测目标进行协同检测并生成所述探测目标的航迹；以及，对采用统一栅格映射的方法处理后的各所述多层级数据，采用基于粒子滤波的多站点检测跟踪一体化技术进行处理，以实现所述探测目标的检测和跟踪；所述协同定位模块，用于：对各所述多层级数据进行匹配滤波预处理，得到对应的基带回波信号；利用目标位置先验信息选择定位区域，并根据所述定位区域截取各所述基带回波信号，得到目标基带回波信号；对各所述目标基带回波信号进行联合似然函数值计算，通过遍历搜索空间，生成联合似然函数值平面；
根据最大似然估计准则，对所述联合似然函数值平面进行过门限处理并搜索得到所述联合似然函数值平面的最大值；通过镜像目标干扰消除调整所述联合似然函数值平面，输出所述探测目标的数量及位置估计值。5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述协同处理与控制中心还包括资源动态优化与管控模块，所述资源动态优化与管控模块，用于根据所述目标环境和所述电磁环境生成不同类型的探测任务；根据所述探测任务，评估所述探测任务对应的能力指标需求；基于所述能力指标需求、所述系统的拓扑构型和各所述雷达的资源参数，建立多目标动态优化模型，并通过快速优化算法分别解算出所述系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛建军，刘光宏，王欢，武艳伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：