一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，包括以：步骤1，判断所述监视雷达数量为2时，执行步骤2，当该数量大于3时，执行步骤5；步骤2，判断所述监视雷达的工作方式，若采用测向定位方式时，执行步骤3，若采用测向测时差定位方式时，执行步骤4；步骤3，计算测向定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤4，计算测向测时差定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤5，采用网格法计算定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤6，根据步骤3至步骤5所述的雷达布局优化方案，完成基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法


[0001]本专利技术涉及一种雷达选址区域规划方法，特别是一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法
。

技术介绍

[0002]信息技术的高速发展和广泛应用，推动了低空监视协同化，多个低空监视雷达通过移动互联网互相协同，协同定位，是为低空空域开放提供“空管态势一张图”的物理基础和有效手段
。
[0003]协同监视定位在多个有人或无人低空监视雷达之间进行，通过对监视低空航空器方位或测时差信息的实时交换和关联解算，确定低空航空器的定位点或概率区并向网内低空监视雷达分发共享，实现这一过程需要解决三方面的问题：
①
低空航空器协同定位区域与监视低空监视雷达的位置
、
传感器性能有关，随着低空监视雷达的实时机动，低空航空器协同定位区域是时变的，必须实时解算；
②
当协同监视针对指定区域进行时，必须根据传感器性能确定低空监视雷达的最优布局，然后进行布控引导，使指定区域处于协同定位的最佳范围内；
③
当有多个监视雷达时，需要计算多个监视的协同定位区域以及雷达的位置
。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，判断所述监视雷达数量，当该数量为2时，执行步骤2，当该数量大于3时，执行步骤5；
[0007]步骤2，判断所述监视雷达的工作方式，若采用测向定位方式时，执行步骤3，若采用测向测时差定位方式时，执行步骤4；
[0008]步骤3，计算测向定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；
[0009]步骤4，计算测向测时差定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；
[0010]步骤5，采用网格法计算定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；
[0011]步骤6，根据步骤3至步骤5所述的雷达布局优化方案，完成基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划
。
[0012]进一步的，步骤3所述的计算测向定位区域，具体方法包括：
[0013]所述测向定位区域，是以低空监视雷达
A
和低空监视雷达
B
的连线为弦的两个圆的异或区域
。
[0014]进一步的，步骤4所述的计算测向测时差定位区域，具体方法包括：
[0015]所述测向测时差定位区域，为：
[0016][0017]其中，
(x,y)
是以低空监视雷达
A
和低空监视雷达
B
连线的中心为原点，以该连线为
x
轴，该连线的垂线为
y
轴的坐标系中的点，表示测向测时差定位区域，
D
为两个低空监视雷达的间距，
Δ
R
为参变量，
0≤
Δ
R≤D。
[0018]进一步的，步骤3中所述的进行所述雷达布局优化，具体方法包括：
[0019]以指定的目标区域的中心为三角形的顶点，以所述低空监视雷达感知距离的半长为边长，作等边三角形，根据当前低空监视雷达的位置确定三角形方向，将低空监视雷达引导到所述等边三角形的两个底角所在位置，即完成所述雷达布局优化
。
[0020]进一步的，步骤4中所述的进行所述雷达布局优化，具体方法包括：
[0021]以指定的目标区域的中心为三角形的中心，以所述低空监视雷达感知距离为边长，作等边三角形，根据当前低空监视雷达的位置确定三角形方向，将低空监视雷达引导到所述等边三角形的角所在位置，即完成所述雷达布局优化
。
[0022]进一步的，步骤5中所述的采用网格法计算定位区域，具体方法如下：
[0023]对所述监视雷达所在的二维平面进行编码，该编码采用
Z
字迭代编码方法，即将平面划分为
16
个第一级网格，以西南角网格为起点标0，沿经线方向向东进行顺序编码，编码从0到
F
，共4行4列；
[0024]所述第一级网格的每个网格中，按照上述方法划分子网格，子网格编码加在上一级网格编码之前；
[0025]根据精度，将上述二维平面划分为
H
级网格；
[0026]将所述监视雷达覆盖区域的网格置为1，则所有置1的网格的和，即为定位区域
。
[0027]进一步的，步骤5中所述的进行所述雷达布局优化，即采用遗传算法对所述雷达布局进行优化，具体方法如下：
[0028]步骤5‑1，计算初始解：对目标区域进行网格化，并进行编码；
[0029]设置进化代数计数器
t
＝0，设置最大进化代数
T
；
[0030]设每个雷达的坐标为
n
位2进制码，则单个个体为
N*n
位；
[0031]随机生成
M
个个体作为遗传算法中的初始群体
P(0)
；
[0032]步骤5‑2，个体评价：计算群体
P(t)
中各个个体的适应度，适应度为
N
个雷达的监视范围面积总和；
[0033]步骤5‑3，选择运算：将遗传算法中的选择算子作用于群体，对
M
个个体分别计算
N
个雷达的监视范围，将其中覆盖范围大的个体选择出来；
[0034]步骤5‑4，交叉运算：将遗传算法中的交叉算子作用于群体，即随机选择两个解，将其中的
n
″
个对应的值交叉；
[0035]步骤5‑5，变异运算：将遗传算法中的变异算子作用于群体，即对群体中的个体串的某些基因座上的基因值作变动，将其中的个值由1变更为0或由0变更为1；
[0036]步骤5‑6，群体
P(t)
经过步骤5‑3至步骤5‑5所述的选择
、
交叉和变异运算之后得到下一代群体
P(t+1)
；
[0037]步骤5‑7，终止条件判断：若
t
＝
T
，则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体
作为最优解输出，终止计算，否则重新返回执行步骤5‑
2。
[0038]有益效果：
[0039]1、
将复杂的协同定位区域解算，通过数学建模分析，归纳为“圆形作图法”，实际应用中，根据多低空监视雷达实时位置和传感器性能，通过简明的作图步骤可以快速确定协同定位区域，支持快速指挥决策
。
[0040]2、
将复杂的低空监视雷达最优布局解算，通过数学建模分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，判断所述监视雷达数量，当该数量为2时，执行步骤2，当该数量大于3时，执行步骤5；步骤2，判断所述监视雷达的工作方式，若采用测向定位方式时，执行步骤3，若采用测向测时差定位方式时，执行步骤4；步骤3，计算测向定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤4，计算测向测时差定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤5，采用网格法计算定位区域，并跟据指定的目标区域，进行所述雷达布局优化；步骤6，根据步骤3至步骤5所述的雷达布局优化方案，完成基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划
。2.
根据权利要求1所述的基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，步骤3所述的计算测向定位区域，具体方法包括：所述测向定位区域，是以低空监视雷达
A
和低空监视雷达
B
的连线为弦的两个圆的异或区域
。3.
根据权利要求2所述的基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，步骤4所述的计算测向测时差定位区域，具体方法包括：所述测向测时差定位区域，为：其中，
(x,y)
是以低空监视雷达
A
和低空监视雷达
B
连线的中心为原点，以该连线为
x
轴，该连线的垂线为
y
轴的坐标系中的点，表示测向测时差定位区域，
D
为两个低空监视雷达的间距，
Δ
R
为参变量
。4.
根据权利要求3所述的基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，步骤3中所述的进行所述雷达布局优化，具体方法包括：以指定的目标区域的中心为三角形的顶点，以所述低空监视雷达感知距离的半长为边长，作等边三角形，根据当前低空监视雷达的位置确定三角形方向，将低空监视雷达引导到所述等边三角形的两个底角所在位置，即完成所述雷达布局优化
。5.
根据权利要求4所述的基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，步骤4中所述的进行所述雷达布局优化，具体方法包括：以指定的目标区域的中心为三角形的中心，以所述低空监视雷达感知距离为边长，作等边三角形，根据当前低空监视雷达的位置确定三角形方向，将低空监视雷达引导到所述等边三角形的角所在位置，即完成所述雷达布局优化
。6.
根据权利要求5所述的基于物联网的分布式低空监视雷达选址区域规划方法，其特征在于，步骤5中所述的采用网格法计算定位区域，具体方法如下：对所述监视雷达所在的二维平面进行编码，将平面划分为
16
个第一级网格；所述第一级网格的每个网格中，按照上述方法划分子网格，子网格编码加在上一级网格编...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文晶，崔袅，李涵越，
申请(专利权)人：常州海疆空天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：