CN106772251A - 一种时差定位系统多波束资源优化调度方法 - Google Patents

一种时差定位系统多波束资源优化调度方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种时差定位系统多波束资源优化调度方法，用于提高时差定位系统对目标信号的截获概率。为提高截获概率和使用效能，在时差定位系统中分别设计了带宽为500MHz的雷达信号时差搜索、定位通道和采集通道，对应不同天线波束的各个通道既可独立工作，也可协同工作，采用自适应波束调度方法实现对辐射源信号的多目标时差测量和定位。为了解决宽波束频扫时差定位系统资源调度的难题，通过设计宽波束扫频时差定位系统自适应调度算法的实现框架，采用自适应调度任务参数自适应生成、任务优先级评估及调度自适应执行算法，可有效地解决宽波束扫频时差定位系统的资源管理问题，使得系统的各类资源在搜索、目标跟踪及其它类型的任务之间合理分配，从而充分发挥系统效能。

Description

一种时差定位系统多波束资源优化调度方法
技术领域
本发明属于电子信号侦测技术领域的无源定位技术。
背景技术
电子信号侦察系统的资源调度主要包括被动搜索、跟踪及任务调度三部分内容。被动搜索的主要任务在于选取合理的搜索参数，使得发现辐射源目标快、发现辐射源目标数多，达到最优的搜索性能。在相控阵侦察系统中，是按照编排好的波位序列依次对整个区域进行搜索，搜索时能根据实际情况对搜索任务的参数自适应改变，所以对于被动侦察搜索系统的主要设计是参数设计。在整个空域上的调度优化，需要考虑高优先级任务抢占搜索资源，可采用最优分区搜索算法，确定各区域辐射源目标被发现的平均时间、消耗的雷达资源与搜索帧周期以及辐射源目标强度的关系，并在系统时间资源和区域重要性加权的约束下推导出使辐射源信号被发现的平均时间最小的区域搜索帧周期，实现自适应的分区搜索。
Wiener等人提出的维纳滤波理论奠定了现代滤波理论，也促进了对于辐射源目标跟踪滤波技术的发展，。Singer等人将kalman滤波运用到机动辐射源目标的跟踪处理中，提出了一系列机动辐射源目标的跟踪方法，使得单辐射源目标跟踪技术日趋完善。之后，交互多模型算法成为一种广泛研究的机动辐射源目标跟踪方法。对波束驻留任务调度的研究，自适应资源调度算法是目前最有效的一种调度算法。
本发明提出一种时差定位系统多波束资源优化调度方法，通过波束波形联合自适应调度，建立能量约束模型，使资源管理在综合探测效能方面得到显著提高。
发明内容
本发明为提高为时差定位目标截获概率和使用效能，通过结合多波束资源调度和参数自适应跟踪算法，提出了一种时差定位系统多波束资源优化调度方法，用于提高时差定位系统对目标信号的截获概率。
为提高截获概率和使用效能，在时差定位系统中分别设计了带宽为500MHz的雷达信号时差搜索、定位通道和采集通道，对应不同天线波束的各个通道既可独立工作，也可协同工作，采用自适应波束调度方法实现对辐射源信号的多目标时差测量和定位。为了解决宽波束频扫时差定位系统资源调度的难题，通过设计宽波束扫频时差定位系统自适应调度算法的实现框架，采用自适应调度任务参数自适应生成、任务优先级评估及调度自适应执行算法，可有效地解决宽波束扫频时差定位系统的资源管理问题，使得系统的各类资源在搜索、目标跟踪及其它类型的任务之间合理分配，从而充分发挥侦察系统效能。
为了解决宽波束频扫时差定位系统资源调度的难题，通过设计宽波束扫频时差定位系统自适应调度算法的实现框架；自适应调度任务参数自适应生成、任务优先级评估及调度自适应执行算法，可有效地解决宽波束扫频时差定位系统的资源管理问题，使得系统的各类资源在搜索、目标跟踪及其它类型的任务之间合理分配。
本发明的有益效果是：宽波束频扫时差定位系统资源自适应调度能够有效地在搜索任务、目标跟踪及其他类型的任务之间合理的分配宽波束扫频时差定位系统的波束、频率、时间资源，综合考虑时空频资源多域约束，实现对各类电子信号的多模式一体化探测，缩短目标发现时间，保证跟踪稳定度。
附图说明
附图1被动雷达自适应调度系统图。
附图2优先级分析器。
附图3调度执行器。
附图4自适应调度功能框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的附图仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的时差定位系统多波束资源优化调度方法流程示意图如附图1所示，包括如下步骤：
s1.任务优先级加入信号功率密度配置各波束时间资源权重；
s2.申请任务参数生成器：调度申请任务参数生成器产生下一次调度的申请任务及其参数，包括跟踪波束指向、跟踪频率、采样周期，如表1所示；
s3.搜索方式：使用分区域搜索方式，采用分区搜索的方式，根据空间区域的重要程度和辐射源目标分布强度为准则进行区域划分；
s4.自适应调度策略：在优先级的限制下，自适应策略能实时地平衡各种任务所要求的时间、频率和能量资源，为每一个调度间隔形成一个最佳的事件序列；
s5.调度任务优先级使用综合优先级，排序按照三个原则：(1)任务越重要越先调度，(2)任务越紧迫越优先被调度，(3)辐射源目标重要性越高的越先调度，定义综合优先级函数为：
F＝f(pri,d,m)；
其中pri是任务工作方式优先级，d是任务的截止期，m为包括辐射源目标角速度、频率在内的各目标特性；
s6.优先级分析器由任务的重要性、任务截止期和辐射源目标特性共同决定；
s7.调度执行器，由执行队列、删除队列、延迟队列，调度器构成，最申请任务进行调度执行；
s8.功能实现过程，调度器读取任务序列进行调度分析，满足调度原则的将其送入执行队列，并把雷达可用资源分配给该事件；
s9.将不满足该调度间隔加时间窗后满足下次调度的事件送入延迟队列，延迟队列中的事件将参与下一调度间隔的调度分析；
s10.加窗后仍然不满足下次调度的送到删除队列，删除队列中的事件直接丢弃。
表1参数设计表

Claims (1)

1.一种时差定位系统多波束资源优化调度方法，其特征在于：
s1.任务优先级加入信号功率密度配置各波束时间资源权重；
s2.申请任务参数生成器：调度申请任务参数生成器产生下一次调度的申请任务及其参数，包括跟踪波束指向、跟踪频率、采样周期；
s3.搜索方式：使用分区域搜索方式，采用分区搜索的方式，根据空间区域的重要程度和辐射源目标分布强度为准则进行区域划分；
s4.自适应调度策略：在优先级的限制下，自适应策略能实时地平衡各种任务所要求的时间、频率和能量资源，为每一个调度间隔形成一个最佳的事件序列；
s5.调度任务优先级使用综合优先级，排序按照三个原则：(1)任务越重要越先调度，(2)任务越紧迫越优先被调度，(3)辐射源目标重要性越高的越先调度，定义综合优先级函数为：
F＝f(pri,d,m)；
其中pri是任务工作方式优先级，d是任务的截止期，m为包括辐射源目标角速度、频率在内的各目标特性；
s6.优先级分析器由任务的重要性、任务截止期和辐射源目标特性共同决定；
s7.调度执行器，由执行队列、删除队列、延迟队列，调度器构成，最申请任务进行调度执行；
s8.功能实现过程，调度器读取任务序列进行调度分析，满足调度原则的将其送入执行队列，并把雷达可用资源分配给该事件；
s9.将不满足该调度间隔加时间窗后满足下次调度的事件送入延迟队列，延迟队列中的事件将参与下一调度间隔的调度分析；
s10.加窗后仍然不满足下次调度的送到删除队列，删除队列中的事件直接丢弃。
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