CN104899468B - 基于多参数几何模型的雷达任务综合优先级计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多参数几何模型的雷达任务综合优先级计算方法。本发明主要采用雷达任务的多个特征参数，根据雷达的不同功能及工作方式对各特征参数的权系数值进行动态的设定，并构建合理的几何模型，最后依据所构建模型的几何面积计算结果来确定各任务的综合优先级。运用该算法可实时动态计算雷达各任务的综合优先级值，适用于各种雷达实时任务调度策略及算法，且各任务的综合优先级值计算结果无重复性，避免了雷达任务事件调度时不同任务因综合优先级值相同而产生冲突，影响雷达实时任务调度效果。

Description

基于多参数几何模型的雷达任务综合优先级计算方法

技术领域

本发明属于雷达任务的综合优先级计算技术，主要是针对多功能相控阵雷达事件在多任务参数动态变化影响下任务综合优先级的动态计算技术。

背景技术

多功能相控阵雷达系统实现多探测任务能力和实时精确信息处理性能等会受雷达时间资源、功能资源、实时计算处理资源等因素的制约。研究相控阵雷达资源最优分配控制算法对有限的雷达资源进行合理分配以实现大量雷达任务的有效调度，发挥相控阵雷达的最大效能是多功能相控阵雷达技术的发展趋势。

相控阵雷达资源最优分配控制研究的最关键环节即任务的综合优先级计算问题。通过设计合理的任务综合优先级计算算法解决雷达多任务间的时间冲突、能量冲突和功能冲突，优化安排任务的执行顺序，最后控制算法根据各任务综合优先级计算结果对有限的雷达资源进行合理分配。

发明内容

本发明的目的在于对多功能相控阵雷达任务的综合优先级进行计算，实现雷达任务的优化调度，合理分配雷达的各类资源。

实现本发明目的的技术解决方案为：根据雷达资源调度的准则及任务调度原则确定影响综合优先级的因素，制定多任务模板，根据模板分析计算各任务综合优先级的各种参数大小构建几何模型；最后通过各参数值及其权系数值计算图形面积得到各任务综合优先级的结果。

本发明的有益效果：运用该算法可实时动态的计算雷达各任务的综合优先级值，适用于各种雷达实时任务调度策略及算法，且各任务综合优先级计算结果无重复性，避免了不同任务因综合优先级值相同而产生冲突，影响雷达实时任务调度效果。通过仿真验证该算法可有效提高多功能雷达的任务调度效率和资源利用率。

附图说明

附图1多参数几何模型构建的雷达任务综合优先级计算方法流程图。

附图2三参数影响下任务综合优先级计算示意图。其中，a、b、c分别表示任务的三种特征参数，ω₁、ω₂、ω₃分别是为三参数所设计的权系数；根据权系数大小构建不同角度形状的三角形(具有不同的特征参数坐标轴夹角)，根据夹角大小((P_i+P_j)/2)与其夹边的长度(L₁、L₂、L₃)计算三角形的面积。

附图3四参数影响下任务综合优先级计算示意图。其中，a、b、c、d分别表示任务的四种特征参数，ω₁、ω₂、ω₃、ω₄分别是为四参数所设计的权系数；四参数影响下将构建四个不同形状的三角形，根据各三角形特征参数坐标轴夹角及夹边的大小计算其面积。

附图4任务多参数的综合优先级计算示意图。其中，ξ₁、ξ₂、…ξ_n表示任务的n个特征参数，ω₁、ω₂、…ω_n即为n个特征参数的各权系数大小；构建n个不同形状的三角形，坐标轴夹角大小为(P_i+P_j)/2，夹边长度为L_i、L_j，由此可计算各三角形面积。

附图5敌我识别任务的综合优先级值随特征参数任务截止时间大小变化的曲线图。

附图6敌我识别任务的综合优先级值随特征参数任务偏移时间大小变化的曲线图。

具体实施方式

本发明实施过程及方法流程如图1所示，具体描述为以下过程：

Step1确定雷达各功能工作的主要任务种类；对各类任务的模版进行设计，确定各类任务的工作方式优先级等可固定设置参数。

例如，通过对雷达的功能分析，总结雷达工作主要任务种类，有敌我识别、主动跟踪、被动跟踪、对空对海搜索、被动探测、通信侦察等多类任务；并设置各类任务的工作方式优先级分别为1到6，工作方式优先级越小任务的重要性程度越高。

Step2根据雷达所有任务模板及目标特征信息获取参与综合优先级计算的各任务的动态参数信息；如截止时间、偏移时间等随时间变化的参数，其中截止时间表示任务距被丢弃删除的时间段长度，偏移时间表示任务偏离最佳执行时刻的时间段长度。

Step3针对各任务参数设计不同的权系数大小为ω_i，可根据雷达所处环境及针对不同目标态势的工作方式不同，调整各类任务的各特征参数权系数大小；由雷达任务的调度原则(工作方式优先级原则、资源充分利用原则、期望时间原则、时间、能量和计算约束原则)及各任务特征参数对不同任务种类的影响不同，特征参数表现出对各任务综合优先级计算结果的不同影响程度，因此可对各任务的特征参数设置合理的权系数。

例如敌我识别任务根据其特征参数的重要性程度，将任务工作方式优先级、截止时间、偏移时间的权系数分别设置为0.7、0.15、0.15，将搜索任务的特征参数权系数分别设计为0.5、0.25、0.25。

Step4由任务特征参数的个数构建几何模型；根据参与综合优先级计算的特征参数个数n选择不同的坐标轴构建不同的几何模型。

如图4所示，n参数的任务综合优先级计算模型由n个坐标轴构成，每个坐标轴表示任务的各特征参数，根据特征参数及其权系数大小ξ_i连接各坐标轴组成一个n边形。

Step5根据各任务所构建的几何模型计算几何面积；由Step4构建的多边形可知，多边形的面积可由计算各小三角形面积之和得到，各小三角形面积由三角形面积公式计算可得，夹角大小及两夹边长度均与各参数及其权系数大小有关，具体计算公式为：

夹角大小：(ω_i+ω_i+1)·π

模型面积：Area＝Area₁+…+Area_i+…+Area_n

Step6由Step5所得几何面积大小进行归一化处理后确定各任务的综合优先级值。

如附图2所示，基于三参数的任务综合优先级计算，三参数分别为任务优先级任务截止时间任务偏移时间根据模版设计，该类任务的最大截止时间最大偏移时间则所构成几何模型各小三角形在三参数坐标轴上边的大小分别为：

各参数权系数设置分别为ω₁、ω₂、ω₃，根据各参数权系数计算：

则各小三角形的面积如下式所示：

根据参数所构建的几何模型计算模型面积大小：

Area＝Area₁+Area₂+Area₃

对面积计算结果进行归一化处理得到任务的综合优先级值为：

同理，如附图3、4所示，任务多特征参数所构建的几何模型由多个小三角形构成，通过参数权值设计可计算得到任务的综合优先级值为：

Claims (2)

1.基于多参数几何模型的雷达任务综合优先级计算方法，其主要特征在于：

Step1分析雷达任务种类，设计各任务模板；

Step2根据雷达所有任务模板获取参与综合优先级计算的任务多特征参数；

Step3针对任务的多特征参数设计不同的权系数；

Step4根据任务的特征参数个数n选择n轴坐标轴进行几何模型构建，每个坐标轴表示任务的各特征参数，坐标轴间的各个夹角由任务各特征参数权值的大小计算获得，最后根据特征参数的大小连接各坐标轴组成一个n边形；

Step5根据任务特征参数所构建的几何模型计算几何模型面积，通过各特征参数及其权系数大小计算构成模型的各小三角形的面积，各三角形面积之和为几何模型的面积大小；

Step6由几何面积大小确定任务的综合优先级值。

2.根据权利要求1所述的基于多参数几何模型的雷达任务综合优先级计算方法，其特征在于step6中所述的各任务模型几何面积对综合优先级值的映射方法：将各任务所构建模型的几何面积大小进行归一化处理得到各任务的综合优先级值。