CN105242265A - 航管二次雷达询问次数自适应控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航管二次雷达询问次数自适应控制方法及装置，方法包括：步骤a：初始化最大询问次数Max，设置当前询问次数n＝1；步骤b：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值；步骤c：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度，判断是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若不小于，转步骤d；步骤d：判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将当前询问次数n加1，转步骤b。本发明可在确保满足目标方位值测量精度的同时，自适应的控制目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

Description

航管二次雷达询问次数自适应控制方法及装置

技术领域

本发明涉及航管二次雷达技术，尤其涉及一种航管二次雷达询问次数自适应控制方法及装置。

背景技术

航管二次雷达系统是专为完成对协作目标探测/识别而设计，一般包括地面询问设备和天线系统、机载应答设备和应答天线系统以及点迹录取和显示设备等，其利用机载应答设备应答地面询问设备发射的电磁波完成对空中协作目标进行探测定位。电磁波在空中以光速传播，地面询问设备通过测定应答信号滞后询问信号的时间测量目标的距离，同时，根据应答脉冲信号的幅度和相位，采用单脉冲测角理论测量目标方位。通常，目标距离测量精度较高，而目标位置测量会有一定偏差，这主要是受目标方位测量精度的影响。

由于信号的混扰、窜扰以及由反射引起的多径等问题，询问设备通过单次询问并测量的目标方位置信度不高，为提高测量目标方位的置信度，询问设备在一次询问过程常采用对目标进行多次询问的方式。

目前航管二次雷达询问设备为综合考虑在不同环境下的目标方位测量精度，一次询问过程均采用M次询问。在工作环境良好情况下，小于M次数询问即可得到高置信度的目标方位，多余询问次数增加了应答信号占据时间，加剧了对其他询问设备的干扰；在工作环境较差情况下，M次数询问又不能满足询问设备目标方位测量精度要求。

发明内容

本发明提供一种航管二次雷达询问次数自适应控制方法及装置，用以解决现有技术中由于询问次数固定不变不能更好适应不同工作环境的技术问题。

本发明一方面提供一种航管二次雷达询问次数自适应控制方法，包括：

步骤a：设置当前询问次数n＝1；

步骤b：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值；

步骤c：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度判断是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值，若不小于，则将n加1，转步骤b。

进一步的，步骤a还包括：初始化最大询问次数Max；

步骤c中，若不小于预设阈值，则将n加1，具体包括：

判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将当前询问次数n加1，转步骤b。

进一步的，步骤a还包括：初始化最小询问次数Min；

在步骤b之后，步骤c之前，还包括步骤e：判断当前询问次数n是否小于最小询问次数Min，若是，则将当前询问次数n加1，转步骤b；若否，转步骤c。

进一步的，预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，k为精度系数，k＞1。

进一步的，平均不确定度满足：

$S_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。

本发明另一方面提供一种航管二次雷达询问次数自适应控制装置，包括：

初始化模块，用于设置当前询问次数n＝1；

目标方位值获取模块，用于对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值；

平均不确定度计算模块，用于计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度

第一判断模块，用于判断是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若不小于，将n加1，触发目标方位值获取模块。

进一步的，初始化模块还用于，初始化最大询问次数Max；

第一判断模块还用于，若不小于预设阈值，则判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将当前询问次数n加1，触发目标方位值获取模块。

进一步的，初始化模块还用于，初始化最小询问次数Min；

装置还包括第二判断模块，用于判断当前询问次数n是否小于最小询问次数Min，若是，则将当前询问次数n加1，触发目标方位值获取模块，若否，触发平均不确定度计算模块。

进一步的，预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，k为精度系数，k＞1。

进一步的，平均不确定度满足：

$S_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。

本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法和装置，当少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值时，通过提前终止对目标的询问，可避免多余询问次数增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰；当询问次数不足以得到高置信度的目标方位值时，可通过增加对目标的询问次数，来提高询问目标方位值的测量精度，确保在满足目标方位值测量精度要求的同时，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例一的流程示意图；

图2为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例二的流程示意图；

图3为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例三的流程示意图；

图4为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置实施例四的结构示意图；

图5为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置实施例五的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例的执行主体为航管二次雷达询问次数自适应控制装置。图1为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例一的流程示意图，如图1所示，本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，包括：

步骤a：设置当前询问次数n＝1。

由于询问必然是从第1次开始，所以将当前询问次数n的初始值设置为1，转步骤b。

步骤b：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值。

具体的，地图上通常采用目标的经度和纬度来唯一确定目标的位置，而航管二次雷达在对目标探测时，不能直接获取到目标的经度和纬度，其通常是建立以询问设备为坐标原点的极坐标系，以正北方向为方位0度，顺时针旋转为正，此时，地理上的任意目标均可由坐标(d，β)唯一确定，其中d为目标相对于询问设备的直线距离，β为目标与询问设备连线方向相对于正北方向的方位值。由于询问设备的经纬度坐标已知，在获取到目标相对于询问设备的坐标(d，β)后，可计算出目标的经纬度坐标。其中极坐标中的β即为目标方位值。

步骤c：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度判断是否小于预设阈值，若小于，转步骤d，若不小于，转步骤e。

具体的，目标方位值的置信度可由每次询问所测量目标方位的平均不确定度衡量。不确定度是指由于误差的存在导致测量结果不能确定的程度，它反映测量结果与真值之间的接近程度，不确定度越小，所测量结果的置信度越高，反之，则越低。预设阈值为一个方位精度要求值，当平均不确定度小于预设阈值时，说明前n次的目标方位值的置信度高，转步骤d；若不小于，转步骤e。

步骤d：停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值。

此时的测量结果已经可以满足要求，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值。

步骤e：将n加1，转步骤b。

具体的，若不小于预设阈值，说明此时的测量结果没有满足要求，需要继续对目标进行询问，因此将n加1，转步骤b继续执行。

本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，当少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值时，通过提前终止对目标的询问，可避免多余询问次数增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰；当询问次数不足以得到高置信度的目标方位值时，可通过增加对目标的询问次数，来提高询问目标方位值的测量精度，确保在满足目标方位值测量精度要求的同时，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

实施例二

本实施例的执行主体为航管二次雷达询问次数自适应控制装置。图2为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例二的流程示意图，如图2所示，本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，包括：

步骤101：初始化最大询问次数Max，设置当前询问次数n＝1，转步骤102。

具体的，为了确保目标方位值的测量精度满足指标要求，一次询问过程往往包括多次询问，最大询问次数Max即在一次询问过程中的最大询问次数，可设置为15或者20，具体可根据实际情况进行设置，在此不做限定。

步骤102：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值，转步骤103。

步骤103：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度判断是否小于预设阈值，若小于，转步骤104，若不小于，转步骤105。

步骤104：停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值。

步骤102-步骤104与步骤b-步骤d一致，具体可参见实施例一中相应的记载，在此不再赘述。

步骤105：判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，转步骤104，若否，转步骤106。

具体的，当平均不确定度不小于预设阈值，即前n次的测量结果的置信度不能满足要求时，需要继续对目标进行询问，但是在询问之前，还需要判断当前的询问次数n与最大询问次数Max的关系，即判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，即当前的询问次数n已经达到了询问次数的上限，由于询问会增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰，所以询问次数n不能无限制的增大，当当前的询问次数n已经达到了询问次数的上限后，此时可终止询问，将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值，转步骤104。若当前的询问次数n小于最大询问次数Max，说明此时的询问次数n还没达到询问次数的上限，可继续对目标进行询问，则将当前询问次数n加1，转步骤102继续执行。

步骤106：将当前询问次数n加1，转步骤102。

此时的询问次数n还没达到询问次数的上限，可继续对目标进行询问，将当前询问次数n加1，转步骤102继续执行。

本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，通过将前n次询问的平均不确定度与预设阈值进行比较，若前n次的测量结果的置信度高，则终止对目标的继续询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值，若前n次的测量结果的置信度低，则继续对目标进行询问，以保证目标方位值的测量精度满足指标，但是由于询问会增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰，所以询问次数也不能无限制的增长，当询问次数n达到最大询问次数Max时，即使此时前n次的测量结果的置信度低，也不再对目标进行询问，直接将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值。

以上方法在工作环境良好，少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值时，提前终止对目标的询问，可避免多余询问次数增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰；在工作环境较差时，可适当增加对目标的询问次数，但是当达到最大询问次数仍不能满足询问目标方位值的测量精度要求时，终止对目标的询问，在确保满足目标方位值测量精度要求的同时，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

实施例三

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图3为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法实施例三的流程示意图，如图3所示，本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，包括：

步骤101：初始化最大询问次数Max、最小询问次数Min，设置当前询问次数n＝1，转步骤102。

具体的，除了设置最大询问次数Max外，还应设置最小询问次数Min，使在工作环境良好时，即使少数的几次询问获得的目标方位值满足测量精度要求，也可在询问次数没有达到最小询问次数Min时，继续对目标进行询问，进一步提高目标方位值的测量精度。最小询问次数Min可设置为5或者7，具体可根据实际情况进行设置，在此不做限定。最小询问次数Min不应大于最大询问次数Max。转步骤102。

步骤102：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值，转步骤107。

本步骤具体可参考实施例一，在此不再赘述。

步骤107：判断当前询问次数n是否小于最小询问次数Min，若是，转步骤106；若否，转步骤103。

具体的，通过判断当前询问次数n是否小于最小询问次数Min，以使在工作环境良好时，即使少数的几次询问获得的目标方位值满足测量精度要求，也可在询问次数没有达到最小询问次数Min时，继续对目标进行询问，进一步提高目标方位值的测量精度。

步骤103：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度判断是否小于预设阈值，若小于，转步骤104，若不小于，转步骤105。

进一步的，平均不确定度满足：

$S_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。

进一步的，预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，由于一次询问过程中的多次询问间隔时间短，可认为每次询问接收应答信号的信噪比大致相等。k为精度系数，k＞1。k的值越大，预设阈值越大，对测量精度要求就越低，k的值越小，对测量精度要求就越高，在实际应用中，可通过调整k的值来调节测量精度。

步骤104：停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值。

步骤105：判断当前的询问次数n是否等于最大询问次数Max，若是，转步骤104，若否，转步骤106。

步骤106：将当前询问次数n加1，转步骤102。

步骤104-步骤106可参见实施例一中的描述，在此不再赘述。

本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，通过设置最小询问次数Min，在工作环境良好时，即使少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值，只要当前询问次数没有达到最小询问次数Min，仍旧对目标继续询问，以进一步提高目标方位值的准确度，同时，通过设置最大询问次数Max，在工作环境较差时，可适当增加对目标的询问次数，但是当达到最大询问次数仍不能满足询问目标方位值的测量精度要求时，终止对目标的询问，在确保满足目标方位值测量精度要求的同时，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

实施例四

图4为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置实施例四的结构示意图，如图4所示，本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置包括初始化模块201，目标方位值获取模块202，平均不确定度计算模块203和第一判断模块204。

初始化模块201，用于设置当前询问次数n＝1。

目标方位值获取模块202，用于对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值。

平均不确定度计算模块203，用于计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度

第一判断模块204，用于判断是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若不小于，将n加1，触发目标方位值获取模块。

本实施例是与方法实施例一对应的装置实施例，具体过程可参见实施例一中的描述，在此不再赘述。

本实施例在工作环境良好，少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值时，通过提前终止对目标的询问，可避免多余询问次数增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

实施例五

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图5为根据本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置实施例五的结构示意图，如图5所示，本发明提供的航管二次雷达询问次数自适应控制装置包括初始化模块201，目标方位值获取模块202，平均不确定度计算模块203、第一判断模块204和第二判断模块205。

初始化模块201，用于初始化最大询问次数Max，并设置当前询问次数n＝1。

进一步的，初始化模块201还用于初始化最小询问次数Min。

目标方位值获取模块202，用于对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值。

平均不确定度计算模块203，用于计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度

第一判断模块204，用于判断是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若不小于，判断当前的询问次数n是否大于或等于最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将当前询问次数n加1，触发目标方位值获取模块。

第二判断模块205，用于判断当前询问次数n是否小于最小询问次数Min，若是，则将当前询问次数n加1，触发目标方位值获取模块，若否，触发平均不确定度计算模块。

通过设置最小询问次数Min，在工作环境良好时，即使少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值，只要当前询问次数没有达到最小询问次数Min，仍旧对目标继续询问，以进一步提高目标方位值的准确度。

本实施例是与方法实施例三对应的装置实施例，具体过程可参见实施例三中的描述，在此不再赘述。

本实施例在工作环境良好，少数几次询问即可得到高置信度的目标方位值时，提前终止对目标的询问，可避免多余询问次数增加应答信号占据时间，加剧对其他询问设备的干扰；在工作环境较差时，可适当增加对目标的询问次数，但是当达到最大询问次数仍不能满足询问目标方位值的测量精度要求时，终止对目标的询问，在确保满足目标方位值测量精度要求的同时，自适应的控制一次询问过程中目标询问次数，降低系统内信号的窜扰、混扰。

进一步的，预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，k为精度系数，k＞1。

进一步的，平均不确定度满足：

$S_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种航管二次雷达询问次数自适应控制方法，其特征在于，包括：

步骤a：设置当前询问次数n＝1；

步骤b：对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值；

步骤c：计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度判断所述是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值，若不小于，则将n加1，转步骤b。

2.根据权利要求1所述的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，其特征在于，所述步骤a还包括：初始化最大询问次数Max；

所述步骤c中，若所述不小于预设阈值，则将n加1，具体包括：

判断当前的询问次数n是否等于所述最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将所述当前询问次数n加1，转步骤b。

3.根据权利要求2所述的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，其特征在于，所述步骤a还包括：初始化最小询问次数Min；

在所述步骤b之后，所述步骤c之前，还包括步骤e：判断所述当前询问次数n是否小于所述最小询问次数Min，若是，则将所述当前询问次数n加1，转步骤b；若否，转步骤c。

4.根据权利要求3所述的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，其特征在于，所述预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，k为精度系数，k＞1。

5.根据权利要求1-4任一所述的航管二次雷达询问次数自适应控制方法，其特征在于，所述平均不确定度满足：

$s_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。

6.一种航管二次雷达询问次数自适应控制装置，其特征在于，包括：

初始化模块，用于设置当前询问次数n＝1；

目标方位值获取模块，用于对目标发起第n次询问，并获得第n次询问测量的目标方位值；

平均不确定度计算模块，用于计算前n次询问测量的目标方位值的平均不确定度

第一判断模块，用于判断所述是否小于预设阈值，若小于，停止对目标询问，并将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若不小于，将n加1，触发目标方位值获取模块。

7.根据权利要求6所述的航管二次雷达询问次数自适应控制装置，其特征在于，

所述初始化模块还用于，初始化最大询问次数Max；

所述第一判断模块还用于，若所述不小于预设阈值，则判断当前的询问次数n是否等于所述最大询问次数Max，若是，则将前n次目标方位值的平均值作为最终的目标方位值；若否，则将所述当前询问次数n加1，触发目标方位值获取模块。

8.根据权利要求7所述的航管二次雷达询问次数自适应控制装置，其特征在于，所述初始化模块还用于，初始化最小询问次数Min；

所述装置还包括第二判断模块，用于判断所述当前询问次数n是否小于所述最小询问次数Min，若是，则将所述当前询问次数n加1，触发所述目标方位值获取模块，若否，触发平均不确定度计算模块。

9.根据权利要求8所述的航管二次雷达询问次数自适应控制装置，其特征在于，

所述预设阈值为T＝kσ_θ，其中θ_B为天线波束宽度，为接收目标应答信号的信噪比，k为精度系数，k＞1。

10.根据权利要求6-9任一所述的航管二次雷达询问次数自适应控制装置，其特征在于，

所述平均不确定度满足：

$s_{\stackrel{\‾}{N}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(N_i-\stackrel{\‾}{N})}^2}{n(n+1)}}$

其中，N_i为第i次询问测量获得的目标方位值；

为n次询问测量获得的目标方位值的平均值。