CN107067145A

CN107067145A - 一种雷达协同探测系统任务调度效能综合评价方法

Info

Publication number: CN107067145A
Application number: CN201710001247.9A
Authority: CN
Inventors: 王建; 廖卫东; 唐利娜; 万铮
Original assignee: 724th Research Institute of CSIC
Current assignee: 724th Research Institute of CSIC
Priority date: 2017-01-03
Filing date: 2017-01-03
Publication date: 2017-08-18

Abstract

本发明给出一种雷达协同探测系统任务调度效能综合评价方法。雷达协同探测系统需要根据协同探测任务，自适应调度系统的波束、时间、处理通道等资源，形成最佳的工作参数和工作方式，对目标进行多基联合探测。调度效能体现在对目标的探测距离、空域覆盖范围、探测精度、跟踪的连续性和稳定性等方面。本发明将由各种频段和体制的雷达传感器构建的协同探测系统，抽象成一个由任务调度容量和任务调度性能表征的感知系统，并引入层次分析法，将各个组成因素按支配关系分组形成有序的层次结构，通过比较各因素的相对重要性确定权重，建立综合指标评价模型，对雷达协同探测系统在作战使用上满足任务需求的能力进行定量描述。

Description

一种雷达协同探测系统任务调度效能综合评价方法

技术领域

本发明涉及一种雷达协同探测系统任务调度效能评价方法，属于雷达探测系统技术领域。主要用于评估雷达协同探测系统效能。

背景技术

随着世界新军事变革的持续深入，信息化战争逐步登上了战争舞台，基于信息化系统的体系对抗特征明显。作为战场探测系统的核心主战装备，雷达面临更多新的需求和挑战。从雷达探测装备技术发展来看，由于时间、空间、能量、频率资源限制，加之受到各种自然环境和对抗环境影响，任何单一体制雷达装备都难以满足需求。在发展新体制的雷达装备、提升单装备探测能力的同时，发展雷达协同探测系统，已经成为提高雷达在复杂场环境下的探测能力、满足信息化条件下体系作战需求的有效途径。开展对雷达协同探测系统任务调度效能的定量评估，对雷达协同探测系统设计和研制有着十分重要的指导意义，通过对协同探测系统任务调度效能的定量评估，可以给出系统优化的方向和预期改进的空间，为实现最佳系统设计提供依据。

发明内容

本发明给出一种雷达协同探测系统任务调度效能定量综合评价方法，其主要特征在于：可以对由多雷达节点构建的协同探测系统在作战使用上满足任务需求的能力进行定量描述。具体实现方法是：将由各种频段和体制的雷达构建的协同探测系统，抽象成一个由任务调度容量和任务调度性能表征的感知系统，建立综合效能评价指标体系和定量评估模型，采用层次分析法，对综合效能评估指标体系中各个组成因素进行分解，并按支配关系分组形成有序的层次结构，通过比较各因素的相对重要性，明确各项评价指标的权重，针对雷达协同探测任务调度效能评估体系中各指标取值性质不同，进行归一化处理，构建统一的度量形式，形成一种基于任务调度容量以及参与调度的任务在实际探测中所产生的探测效能的协同探测系统任务调度效能综合定量评估指标体系，实现对雷达协同探测系统任务调度效能的综合定量评估。

本发明通过综合任务调度容量(任务优先级、调度成功率、时间利用率)和任务探测效能(探测距离、空域覆盖范围、探测精度和跟踪稳定性)，建立协同探测系统任务调度效能定量评估指标体系，明确各项评价指标归一化计算方法，在系统资源管理层面对任务调度容量的极限值进行定量分析，以评估任务规划和调度的合理性和时间资源的利用效率；同时分析调度中任务本身产生的实际探测性能，评估任务的探测收益。综合这两种评价指标体系的协同探测任务调度效能综合评价方法，为优化雷达协同探测系统设计，提升综合作战效能提供了有效的分析评估工具。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1协同探测任务调度效能评价体系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实现方法及具体实施步骤进行详细说明。

(1)任务调度容量

任务调度容量，从参与调度的任务本身出发，基于时间资源的一种评价方法。在调度层面进行的一种综合任务优先级、调度成功率和时间利用率的一种综合效能评价方法。

1))任务优先级

参与调度的任务危险度越高，则此任务的优先级越高，调度此任务的收益也就越大。表示协同探测系统对重点目标的一种响应。

其中，p_r为任务优先级，p_r基准为任务优先级基准。

2))调度成功率

首先定义参与调度的完成函数：

任务进行调度后，从调度结果中得到各任务的完成情况，统计调度成功率，有如下公式：

3))时间利用率

时间利用率表示在一个调度间隔对时间资源的利用效能。

其中，T₀表示调度间隔，t_dwi表示第i个参与调度任务的时间驻留长度。

(2)任务调度性能

任务调度性能，表示参与调度的任务在实际的探测中所能获得的探测性能，体现在对目标的探测距离、空域覆盖范围、探测精度以及跟踪的稳定性和连续性等方面。

1))探测距离

探测距离表示协同探测系统对目标的发现距离。对目标发现的越早，协同探测系统对目标的响应时间窗口越长，从而制定应对策略。

其中，r表示对目标的探测距离，r₀表示协同探测系统的最大探测距离。

2))空域覆盖范围

空域覆盖范围表示协同探测系统的探测覆盖范围。宽覆盖将会减小探测盲区，保证作战系统的安全性以及探测的连续性。

θ_az、θ_ez分别表示执行某种探测策略的方位角、俯仰角覆盖范围。

3))探测精度

探测精度主要体现在对目标特性的分辨能力。高探测精度增加信息的可信度，以及减小信息的模糊度。雷达的探测精度可分为距离精度、方位精度、仰角精度，值越小，精度越高。

4))跟踪稳定性以及连续性

提高跟踪精度和航迹连续性，为探测系统以及武器平台提供高质量目标信息保障。

跟踪性能使用滤波误差协方差阵来进行度量。设滤波误差协方差阵为P。选取矩阵迹范数对目标滤波误差协方差阵进行度量。矩阵迹范数：

f(P)＝P_tr＝trace(P)

f(P)＝Ptr＝trace(P)

选取矩阵迹范数对目标滤波误差协方差阵进行度量，目标跟踪精度越高，滤波误差协方差阵的迹就越小，目标跟踪精度越小，滤波误差协方差阵的迹就越大。

(3)层次分析法

1))任务调度性能评价指标

1)))设一个调度间隔内有m个任务参与调度，有n个任务调度成功。XY_ij是任务T_i关于指标C_j的评价指标值(其中，i＝1,2,3...n；j＝1,2,3,4)；记T_i＝[x_i1,x_i2,x_i3,x_i4]

任务评价指标如下表所示：

评价指标	探测距离	空域覆盖范围	探测精度	跟踪性能
					任务T₁	X₁₁	X₁₂	X₁₃	X₁₃
任务T₂	X₂₁	X₂₂	X₂₃	X₂₄
					…	…	…	…	…
任务T_n	X_n1	X_n2	X_n3	X_n3
					权重	xw₁	xw₂	xw₃	xw₄

2)))归一化得到参数矩阵

3)))构建判断矩阵计算任务评价指标的权XW＝(xw₁,xw₂,xw₃,xw₄)^T；

a)构建比较判断矩阵D；

b)计算判断矩阵的每一行乘积，并计算其n次方根：

c)对向量β＝(β₁,β₂,β₃,β₄)^T进行规范化：

则W＝(w₁,w₂,w₃,w₄)为评价指标的权重值；

d)计算判断矩阵A的最大特征值：

e)一致性检验：

当CR＜1时，满足一致性，权重可用；否则转步骤a；

2))任务调度容量评价指标

同1))原理一致，获得任务优先级、调度成功率和时间利用率的权重为：

CW＝(cw₁,cw₂,cw₃)^T；

3))综合任务调度容量评价指标和任务调度性能评价指标：

设任务调度容量效能和任务调度性能效能分别为XN₁和XN₂，由层次分析法分别获得任务调度容量评价指标和任务调度性能评价指标的权重分别为w₁和w₂，获得协同探测系统任务调度效能评价公式为：

XN＝w₁XN₁+w₂XN₂。

Claims

1.一种雷达协同探测系统任务调度效能综合评价方法，其特征在于：将由各种频段和体制的雷达构建的协同探测系统，抽象成一个由任务调度容量和任务调度性能表征的感知系统，引入层次分析法，权衡各项指标的权重，通过对由多雷达节点构建的协同探测系统在作战使用上满足任务需求的能力进行定量描述，实现对雷达协同探测系统任务调度效能的定量评价。

2.根据权利1所述的一种雷达协同探测任务调度效能综合评价方法，其特征在于：采用层次分析法，对综合评估指标体系中各个组成因素进行分解，并按支配关系分组形成有序的层次结构，通过比较各因素的相对重要性，明确各项评价指标的权重，给出基于任务调度容量和参与调度的任务实际探测效能的综合定量评估指标体系。