CN109613530B - 一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，包括步骤：获取空中多源低小慢目标信息；将多源信息通过融合算法进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测；根据建立的目标威胁数据库，对低小慢目标信息的威胁等级进行评估；依据低小慢目标的威胁等级优先对抗形式以及装备性能状态，建立目标防御函数和约束性函数，获取对抗姿态方案；基于最优策略原则对所得对抗姿态方案进行优化；基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理。本发明能够实时完成空中低小慢目标的多源信息融合，多方态势可视化展现，目标威胁评估可量化；形成多种决策能力，筹划多个行动对抗方案，实时实现低空安全目标防御全流程标准化、可视化和自动化。

Description

一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法

技术领域

本发明属于航空器探测监视技术领域，特别是涉及一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法。

背景技术

低空慢速小目标，是指具有低空飞行、飞行速度慢、不易被侦测发现等特征的小型航空器和空飘物的统称。目前见到的低慢小主要包括航空模型、航天模型、热气飞艇、热气球等。低慢小由于体积小、操作简单、飞行高度低、地物遮挡多，空军和雷达设备无法覆盖。防范处置低慢小的干扰破坏，已成为重大安保活动的世界性难题。但由于航空技术发展日新月异，很难准确界定它们的性能指标。

现有针对空中低小慢目标的信息融合技术应用较为广泛，但针对基于信息融合后的能力对抗存在较多弊端，对抗手段单一时可生产对抗指令，对抗方案复杂需要人工干预，针对多种目标处置手段可形成标准化、可视化和自动化的决策能力和对抗方案的能力目前处于空白阶段。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，能够实时完成空中低小慢目标的多源信息融合，多方态势可视化展现，目标威胁评估可量化；形成多种决策能力，筹划多个行动对抗方案，实时实现低空安全目标防御全流程标准化、可视化和自动化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，包括步骤：

S100，获取空中多源低小慢目标信息；

S200，将多源信息通过融合算法进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测；

S300，根据建立的目标威胁数据库，对低小慢目标信息的威胁等级进行评估；

S400，依据低小慢目标的威胁等级优先对抗形式以及装备性能状态，建立目标防御函数和约束性函数，获取对抗姿态方案；

S500，基于最优策略原则对所得对抗姿态方案进行优化；

S600，基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理。

进一步的是，在所述步骤S100中获取空中多源低小慢目标信息，包括步骤：

S101，利用感知无线电频谱侦测技术获取防御区域内的目标参数信息；目标参数信息包括频谱方位、工作频率、工作带宽和编码特征；

S102，对低慢小目标进行检测定位；定位方法包括脉冲压缩、距离高分辨处理、杂波图恒虚警、多普勒脉压、保护天线判断、单脉冲比幅测角和多目标跟踪算法；

S103，获取低慢小目标参数；目标参数获取方法包括通过脉冲压缩、杂波对消、恒虚警处理技术和检测前跟踪技术获取低慢小目标参数，低慢小目标参数包括方位、俯仰和速度；

S104，获取低慢小目标特征参数信息；特征参数信息获取方法包括通过微多普勒时频分析和短时傅里叶变化加窗处理获取低慢小目标特征参数信息。

进一步的是，在所述步骤S200中进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测，包括步骤：

S201，利用Bayes点估计理论和并行结构融合系统的最优分布式检测融合算法实现目标的轨迹分析和趋势预测；

S202，在态势图上展现目标的轨迹信息和可视化属性信息，同时展现目标的状态信息。

进一步的是，在所述步骤S300中对低小慢目标信息的威胁等级进行评估，包括步骤：

S301，建立目标威胁数据库，设定目标威胁等级；

S302，通过目标的特征参数信息对目标进行分类，对方位信息、运动信息、轨迹信息以及重要保护区域的相对位置及特性进行综合评估，通过修正加权平均值算法完成目标威胁等级的评估与计算。

进一步的是，在所述步骤S400中获取对抗姿态方案，包括步骤：

S401，依据目标的威胁等级优先对抗形式以及我方对抗装备的各性能状态，建立目标防御函数和约束性函数；

S402，利用遗传算法，生成基于先防御威胁等级高的目标和全部目标防御为原则的多个对抗姿态方案，所述对抗姿态方案的要素包括装备编号、目标编号、时间要素、频谱要素和方位要素。

进一步的是，在所述步骤S500中对抗姿态方案进行优化，以防御时间最优以及防御代价最小两种不同结果为导向的最优策略原则对多个对抗姿态方案的优越性进行分类排序，获得最优对抗姿态方案。

进一步的是，在所述步骤S600中基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理，包括步骤：

S601，在态势图上模拟对抗姿态方案的各个执行节点；

S602，在行动对抗后进行模拟系统与真实系统毁伤的效果对比评估；

S603，迭代优化综控算法。

采用本技术方案的有益效果：

本发明以综控软件态势地图为基础，将多源探测的空中低小慢目标信息进行态势预警、态势展现，应用多类信息融合技术实现目标威胁等级评估，快速筹划形成多种对抗方案，按照最优策略算法实现方案优化并排序，依据最优方案联动多个处置子系统实现单个/多个目标防御；能够实时完成空中低小慢目标的多源信息融合，多方态势可视化展现，目标威胁评估可量化；形成多种决策能力，筹划多个行动对抗方案，实时实现低空安全目标防御全流程标准化、可视化和自动化。

附图说明

图1为本发明的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，包括步骤：

S100，获取空中多源低小慢目标信息；

S200，将多源信息通过融合算法进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测；

S300，根据建立的目标威胁数据库，对低小慢目标信息的威胁等级进行评估；

S400，依据低小慢目标的威胁等级优先对抗形式以及装备性能状态，建立目标防御函数和约束性函数，获取对抗姿态方案；

S500，基于最优策略原则对所得对抗姿态方案进行优化；

S600，基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S100中获取空中多源低小慢目标信息，包括步骤：

S101，利用感知无线电频谱侦测技术获取防御区域内的目标参数信息；目标参数信息包括频谱方位、工作频率、工作带宽和编码特征；

S102，对低慢小目标进行检测定位；定位方法包括脉冲压缩、距离高分辨处理、杂波图恒虚警、多普勒脉压、保护天线判断、单脉冲比幅测角和多目标跟踪算法；

S103，获取低慢小目标参数；目标参数获取方法包括通过脉冲压缩、杂波对消、恒虚警处理技术和检测前跟踪技术获取低慢小目标参数，低慢小目标参数包括方位、俯仰和速度；

S104，获取低慢小目标特征参数信息；特征参数信息获取方法包括通过微多普勒时频分析和短时傅里叶变化加窗处理获取低慢小目标特征参数信息。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S200中进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测，包括步骤：

S201，利用Bayes点估计理论和并行结构融合系统的最优分布式检测融合算法实现目标的轨迹分析和趋势预测；

S202，在态势图上展现目标的轨迹信息和可视化属性信息，同时展现目标的状态信息。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S300中对低小慢目标信息的威胁等级进行评估，包括步骤：

S301，建立目标威胁数据库，设定目标威胁等级；

S302，通过目标的特征参数信息对目标进行分类，对方位信息、运动信息、轨迹信息以及重要保护区域的相对位置及特性进行综合评估，通过修正加权平均值算法完成目标威胁等级的评估与计算。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S400中获取对抗姿态方案，包括步骤：

S401，依据目标的威胁等级优先对抗形式以及我方对抗装备的各性能状态，建立目标防御函数和约束性函数；

S402，利用遗传算法，生成基于先防御威胁等级高的目标和全部目标防御为原则的多个对抗姿态方案，所述对抗姿态方案的要素包括装备编号、目标编号、时间要素、频谱要素和方位要素。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S500中对抗姿态方案进行优化，以防御时间最优以及防御代价最小两种不同结果为导向的最优策略原则对多个对抗姿态方案的优越性进行分类排序，获得最优对抗姿态方案。

作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S600中基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理，包括步骤：

S601，在态势图上模拟对抗姿态方案的各个执行节点；

S602，在行动对抗后进行模拟系统与真实系统毁伤的效果对比评估；

S603，迭代优化综控算法。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，包括步骤：

S100，获取空中多源低小慢目标信息；

S200，将多源信息通过融合算法进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测；

S300，根据建立的目标威胁数据库，对低小慢目标信息的威胁等级进行评估；

S400，依据低小慢目标的威胁等级优先对抗形式以及装备性能状态，建立目标防御函数和约束性函数，获取对抗姿态方案；

在所述步骤S400中获取对抗姿态方案，包括步骤：

S401，依据目标的威胁等级优先对抗形式以及我方对抗装备的各性能状态，建立目标防御函数和约束性函数；

S402，利用遗传算法，生成基于先防御威胁等级高的目标和全部目标防御为原则的多个对抗姿态方案，所述对抗姿态方案的要素包括装备编号、目标编号、时间要素、频谱要素和方位要素；

S500，基于最优策略原则对所得对抗姿态方案进行优化；

S600，基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及成果管理。

2.根据权利要求1所述的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，在所述步骤S100中获取空中多源低小慢目标信息，包括步骤：

S101，利用感知无线电频谱侦测技术获取防御区域内的目标参数信息；目标参数信息包括频谱方位、工作频率、工作带宽和编码特征；

S102，对低慢小目标进行检测定位；定位方法包括脉冲压缩、距离高分辨处理、杂波图恒虚警、多普勒脉压、保护天线判断、单脉冲比幅测角和多目标跟踪算法；

S103，获取低慢小目标参数；目标参数获取方法包括通过脉冲压缩、杂波对消、恒虚警处理技术和检测前跟踪技术获取低慢小目标参数，低慢小目标参数包括方位、俯仰和速度；

S104，获取低慢小目标特征参数信息；特征参数信息获取方法包括通过微多普勒时频分析和短时傅里叶变化加窗处理获取低慢小目标特征参数信息。

3.根据权利要求2所述的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，在所述步骤S200中进行低小慢目标的轨迹分析和趋势预测，包括步骤：

S201，利用Bayes点估计理论和并行结构融合系统的最优分布式检测融合算法实现目标的轨迹分析和趋势预测；

S202，在态势图上展现目标的轨迹信息和可视化属性信息，同时展现目标的状态信息。

4.根据权利要求3所述的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，在所述步骤S300中对低小慢目标信息的威胁等级进行评估，包括步骤：

S301，建立目标威胁数据库，设定目标威胁等级；

S302，通过目标的特征参数信息对目标进行分类，对方位信息、运动信息、轨迹信息以及重要保护区域的相对位置及特性进行综合评估，通过修正加权平均值算法完成目标威胁等级的评估与计算。

5.根据权利要求4所述的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，在所述步骤S500中对抗姿态方案进行优化，以防御时间最优以及防御代价最小两种不同结果为导向的最优策略原则对多个对抗姿态方案的优越性进行分类排序，获得最优对抗姿态方案。

6.根据权利要求5所述的一种低小慢空中目标多源信息融合的管控方法，其特征在于，在所述步骤S600中基于态势插件对优化后的方案进行可视化预演及优化后的方案进行管理，包括步骤：

S601，在态势图上模拟对抗姿态方案的各个执行节点；

S602，在行动对抗后进行模拟系统与真实系统毁伤的效果对比评估；

S603，迭代优化综控算法。

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