CN103605870A - 一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于相控阵雷达资源管理领域，提供了一种相控阵雷达任务综合优先级的计算方法，包括如下步骤：根据作战需求以及雷达性能，对探测空域进行划分，确定每个空域的空域优先级；每个任务的工作方式优先级与其所在空域的空域优先级相加，得到每个任务的空域-工作方式优先级；考虑空域-工作方式优先级与任务截止期两个因素，采用优先级表方法，进行综合优先级设计。本发明在不明显增加计算量的情况下，把空域差别纳入到任务优先级计算中，体现了雷达任务调度中对不同空域的侧重。尤其在多部雷达协同工作且多部雷达作用空域有重叠的情况下，体现了每部雷达分工的不同，充分发挥了每部雷达的优势。

Description

一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法
技术领域
本发明属于相控阵雷达资源管理领域，特别涉及一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法。 
背景技术
相控阵雷达以其同时多任务和多功能的特点，为人们所重视。一个高效灵活的任务调度方法是充分发挥相控阵雷达的这种性能优势的前提，而任务调度方法的首要任务就是进行任务优先级的计算，所以说，一个好的优先级计算方法对整个雷达的性能起到至关重要的作用。 
目前相控阵雷达任务综合优先级的计算方法主要是借鉴实时系统任务调度的方法。这种方法主要考虑任务的价值和任务截止期两个因素。任务的价值即任务的重要程度，体现在雷达层面，为工作方式优先级，具体体现为：搜索任务、确认任务、普通跟踪任务和精密跟踪任务等任务具有的不同重要性。任务截止期体现在雷达层面为：任务的最低数据率所决定的一个时刻，任务必须在此时刻之前执行。 
目前的优先级计算方法都没有考虑空域因素。现代雷达作战时通常会将探测空域按重要性进行划分，划分依据通常是角度和距离。同一任务在不同的空域下的优先级应该有所区别。例如，如果按照距离划分空域，则同一任务在离雷达距离远的空域和离雷达近的空域优先级应该不一样。进一步地，当有几部雷达协同探测时，每部雷达对探测空域也各有侧重，这个时候就更需要把空域因素考虑在优先级计算方法中。例如，两部雷达对同一空域进行探测，一部雷达侧重低仰角任务，而另一部雷达侧重高仰角任务，要在任务调度中体现这种区别，在优先级的设计中就要考虑空域因素。 
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的相控阵雷达任务综合优先级计算方法中没有体现雷达对不同空域的侧重的差别，提出了一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法。 
本发明的技术方案是：一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法，包括如下步骤： 
a. 根据作战需求以及雷达性能，对探测空域进行划分，确定每个空域的空域优先级P r ；
b. 每个任务的工作方式优先级P t 与其所在空域的空域优先级P r 相加，得到每个任务的空域-工作方式优先级P rt ： 
Figure 823089DEST_PATH_IMAGE001
；
c 考虑空域-工作方式优先级P rt 与任务截止期D两个因素，采用优先级表方法，进行综合优先级设计。
本发明的有益效果是：在不明显增加计算量的情况下，把空域差别纳入到任务优先级计算中，体现了雷达任务调度中对不同空域的侧重。尤其在多部雷达协同工作且多部雷达作用空域有重叠的情况下，体现了每部雷达分工的不同，充分发挥了每部雷达的优势。  
附图说明
图1为本发明任务综合优先级设计方法流程示意图。 
图2为本发明实施例中的优先级表方法效果示意图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的附图和实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 
本发明的相控阵雷达任务综合优先级计算方法流程示意图如图1所示，包括如下步骤： 
a. 根据作战需求以及雷达性能，对探测空域进行划分，确定每个空域的空域优先级P r ；
b. 每个任务的工作方式优先级P t 与其所在空域的空域优先级P r 相加，得到每个任务的空域-工作方式优先级P rt ：
Figure 561369DEST_PATH_IMAGE001
；
c 考虑空域-工作方式优先级P rt 与任务截止期D两个因素，采用优先级表方法，进行综合优先级设计；
步骤c中的优先级表方法具体计算方法如下：
c1. 把任务按照空域-工作方式优先级P rt 从大到小排序，按排序后的顺序依次为每个任务编号，每个任务得到一个优先级序号i（i=1.2…n），其中，n为任务个数；
c2. 把任务截止期D按从小到大的顺序排序，每个任务得到一个截止期序号j（j=1.2…n）；
c3. 根据雷达作战需求，按下面四种方法计算任务综合优先级P（P越小，任务越早执行）：（A）倾向于空域-工作方式优先级的计算方法，即具有同一截止期的任务，空域-工作方式优先级越高的任务具有更高的优先级；（B）倾向于截止期的计算方法，即同一空域-工作方式优先级等级的任务，截止期较早的任务具有更高的优先级；（C）倾向于空域-工作方式优先级的加权算法，即引入一个权重参数
Figure 785677DEST_PATH_IMAGE002
，加强对空域-工作方式优先级的倾向；（D）倾向于截止期的加权算法，即引入一个权重参数
Figure 847174DEST_PATH_IMAGE002
，加强对截止期的倾向，四种方法具体计算方法如下：
Figure 193842DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 606368DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 634367DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 628999DEST_PATH_IMAGE006
。
本发明实施例设定雷达一共有五种任务类型：搜索、确认、普通跟踪、精密跟踪、失跟处理。这五种任务的工作方式优先级依次分别为：1，5，3，4，2。优先级越高，说明任务越重要。 
把雷达作用空域按仰角划分为两部分，高仰角和低仰角，设定低仰角为重点探测区域。为了体现低仰角的重要性，把低仰角的空域优先级设为0.5，高仰角的空域优先级设为0。 
设定高仰角和低仰角分别有五种类型的任务各一个，记为：高仰角搜索任务S u 、高仰角确认任务C u 、高仰角普通跟踪任务T u 、高仰角精密跟踪任务TT u 、高仰角失跟处理任务L u 。同样的，低仰角的五个任务分别为：低仰角搜索任务S l 、低仰角确认任务C l 、低仰角普通跟踪任务T l 、低仰角精密跟踪任务TT l 、低仰角失跟处理任务L l 。 
下面按照上面所述方法步骤，结合实施例具体说明本发明方法： 
为方便说明，把各任务的工作方式优先级P t 和所在空域的空域优先级P r 列入表1中，见第二行和第三行；
按照步骤b所述方法计算空域-工作方式优先级P rt ：
Figure 818672DEST_PATH_IMAGE001
，结果列于表1第四行中；
为了减少人为因素对计算的影响，随机生成10个任务的截止期，以秒为单位，列于表1第六行中；
按照步骤c1所述，把任务按照空域-工作方式优先级P rt 从大到小排序，按排序后的顺序依次得到每个任务编号i，结果列于表1第五行中；
按照步骤c2所述，把任务截止期D按从小到大的顺序排序，得到每个任务截止期序号j，结果列于表1第七行中；
按照步骤c3所述，采用方法（A），即倾向于空域-工作方式优先级的优先级表设计方法，如图2所示。得到每个任务的综合优先级P，结果列于表1第八行中，优先级数值越小，越早执行，进而得到任务执行顺序，结果列于表1第九行中。
从本实施例的任务执行顺序结果可以看出：（1）除T u 外，跟踪、确认等高工作方式优先级任务都在前面执行，体现了算法倾向于空域-工作方式优先级的计算准则；（2）除TT u 外，同一工作方式优先级的任务，低空域的任务（下标为l）都比高空域的任务（下标为u）要优先执行，充分体现了雷达执行任务中对低空域有所侧重的特点。 
由以上对本发明的描述可以看到，可以看到本发明能在不明显增加计算量的情况下，把空域差别纳入到任务优先级计算中，体现了雷达任务调度中对不同空域的侧重。 
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合， 这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。 
表1 
Figure 2013106407214100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims (3)

1. 一种相控阵雷达任务综合优先级计算方法，包括如下步骤：
a. 根据作战需求以及雷达性能，对探测空域进行划分，确定每个空域的空域优先级P r ；
b. 每个任务的工作方式优先级P t 与其所在空域的空域优先级P r 相加，得到每个任务的空域-工作方式优先级P rt ：                                               
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE001
；
c 考虑空域-工作方式优先级P rt 与任务截止期D两个因素，采用优先级表方法，进行综合优先级设计；
步骤c中的优先级表方法具体计算方法如下：
c1. 把任务按照空域-工作方式优先级P rt 从大到小排序，按排序后的顺序依次为每个任务编号，每个任务得到一个优先级序号i（i=1.2…n），其中，n为任务个数；
c2. 把任务截止期D按从小到大的顺序排序，每个任务得到一个截止期序号j（j=1.2…n）；
c3. 根据雷达作战需求，按下面四种方法计算任务综合优先级P，其中P越小，任务综合优先级越高，任务越早执行：（A）倾向于空域-工作方式优先级的计算方法，即具有同一截止期的任务，空域-工作方式优先级越高的任务具有更高的优先级；（B）倾向于截止期的计算方法，即同一空域-工作方式优先级等级的任务，截止期较早的任务具有更高的优先级；（C）倾向于空域-工作方式优先级的加权算法，即引入一个权重参数
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE003
，加强对空域-工作方式优先级的倾向；（D）倾向于截止期的加权算法，即引入一个权重参数
Figure 644765DEST_PATH_IMAGE003
，加强对截止期的倾向，四种方法具体计算方法如下：
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 2013106407214100001DEST_PATH_IMAGE007
。
2. 根据权利要求1所述的相控阵雷达任务综合优先级设计方法，其特征在于，所述步骤c1中按优先级表方法对空域-工作方式优先级按优先级从大到小排序后，空域-工作方式优先级相同的任务按目标距离从小到大排序。
3. 根据权利要求1所述的相控阵雷达任务综合优先级设计方法，其特征在于，所述步骤c1中按优先级表方法对空域-工作方式优先级按优先级从大到小排序后，空域-工作方式优先级相同的任务按任务临时截止期从小到大排序，其中临时截止期定义为在旋转相阵雷达中，由于雷达天线的旋转，目标在紧接着的一次离开波束扫描范围的时刻。
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