CN115015853A - 基于雷达情报数据的威力图在线更新方法 - Google Patents

基于雷达情报数据的威力图在线更新方法 Download PDF

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CN115015853A
CN115015853A CN202210486069.4A CN202210486069A CN115015853A CN 115015853 A CN115015853 A CN 115015853A CN 202210486069 A CN202210486069 A CN 202210486069A CN 115015853 A CN115015853 A CN 115015853A
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Abstract

本发明涉及一种基于雷达情报数据的威力图更新方法，首先将雷达历史情报航迹数据中的边界点映射到按照雷达方位、距离和高度划分的网格中并利用滑窗的方式过滤冗余情报数据，然后按照时间加权的方式计算网格密度并按方位找出密度最大的网格作为该方位的威力表征子网格，计算网格内情报数据点的距离质心以反映雷达在该方向上的最大探测能力。该方法利用雷达情报历史数据和实时情报数据，对雷达探测威力进行实时评估和更新，能够有效逼近雷达系统当前状态下的实际最大探测能力，为清晰掌握雷达情报保障能力提供了数据支撑。

Description

基于雷达情报数据的威力图在线更新方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域和雷达技术领域，尤其涉及一种基于雷达情报数据的威力图在线更新方法。
背景技术
雷达威力是衡量雷达探测性能的重要战术指标，雷达装备在定型前都会通过检飞对其威力进行验证，然而由于阵地环境不同及雷达状态的变化，其实际威力与检飞威力会有所不同。因此，对雷达阵地威力的及时更新调整变得十分重要。雷达性能随着开机时间增长和器件性能损耗，也会逐步导致雷达探测威力发生衰减。部分雷达的实际探测威力与技术说明书的标称值差别较大。由于阵地威力检飞图是对特定飞行环境和飞行目标进行飞行检验得到的，该方法虽可在一定程度提供较为真实的雷达威力图，但由于其耗资大、需协调事项多，导致该方法在的应用实践较少。如果雷达威力长期使用出厂标定威力，而不能及时更新和满足实际作战需求，必将导致在对抗演练和防空作战中难以有效发挥武器装备效能。
中国专利公开号：CN113030883A公开了一种计算机仿真中高效传输雷达威力图数据方法及系统，其通过获取目标雷达的360*180个double类型的目标雷达威力图数据，最大程度的减少数据存储空间与传输量，计算过程简单效率高,并且计算得到的第二目标探测距离值与其对应的第一目标探测距离值之间的误差较小，满足大部分的应用精度要求。然而，针对传统理论计算雷达威力偏差大，靶机检飞威力实时更新难的问题，并没有得到有效解决。
发明内容
为此，本发明提供一种基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，用以克服现有技术中计算雷达威力偏差大，靶机检飞威力实时更新难的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于雷达情报数据的威力图在线更新方法,包括：
步骤S1，雷达情报历史数据预处理：将雷达情报历史数据中所有航迹数据中的边界点筛选出来并过滤掉因雷达异常关机、干扰、或者速度和高度异常的样本数据点以作为威力表征样本数据；
步骤S2，雷达情报数据网格映射：将步骤S1得到的威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中；
步骤S3，网格密度计算：采用设置滑窗的方式对样本数据量过多的网格进行过滤，在完成对冗余样本数据的过滤后利用时间指数衰减的方式对所述威力表征样本数据的权重进行计算以确保时间越近的样本数据对雷达情报的影响力越大；
步骤S4，子网格威力进行计算：根据步骤S3得到的威力表征子网格矩阵的标记对子网格威力值进行计算以得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值；
步骤S5，离线威力图生成：按照步骤S1至S4所述方法依次计算雷达不同高度层和机型的威力，并绘制平面探测威力图；
步骤S6，在线威力图的更新：实时将雷达获取的目标航迹的发现点和消失点数据映射到划分的网格中并重新计算该网格的密度，若新数据映射网格权重大于原表征子网格权重则更新威力图。
进一步地，在所述步骤S1中，所述雷达情报历史数据是指存储在情报处理信息系统的数据库中的雷达通过周期性不间断探测所获得不同类型目标的针对不同方位、高度和距离的点迹数据，所述点迹数据包含情报雷达编码LD、航迹号HJH、方位A、距离R、高度H、速度V、机型JX以及点迹时间戳T的信息。
进一步地，在所述步骤S1中，所述航迹数据是指按照所述航迹号HJH分组的某一目标的点迹数据流，航迹数据中的边界点是指目标的发现点和消失点。
进一步地，在所述步骤S2中，将所述威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中的具体步骤如下：
步骤S2-1，多粒度网格划分：将雷达的空间探测范围以极坐标的方式分割成雷达显示网格块，该网格块以雷达为圆心，按距离间隔ΔR、角度间隔Δθ以及高度间隔ΔH将雷达探测范围划分为多个小区域，将上述小区域称为网格块并将网格块编号为
Figure BDA0003629993010000031
其中i为扇区方位编号，j为扇区距离编号，k为高度层，n为划分粒度；
步骤S2-2，威力样本数据映射：将步骤S1得到威力表征样本数据按照方位、距离和高度映射到网格块中。
进一步地，在所述步骤S3中，网格密度计算的具体步骤如下：
步骤S3-1，针对单个数据点的密度计算，采用时间指数衰减的方式计算每个点的权重，情报数据点时间戳为起点到当前到达时间的数据点为终点，所有边界点权重随时间t不断衰减，设定d的权值计算公式为：
d＝exp{-α*(Ts-Te)}
其中，α为衰减系数，Ts为情报记录时间，Te为当前时间；
步骤S3-2，针对单个网格密度值计算，网格密度表示网格中映射的所有边界点数据中利用所述滑窗所选出的样本数据的概率密度之和，设定网格密度D的计算公式为：
Figure BDA0003629993010000041
其中，u为网格块，d(u)为由步骤S3-1计算得到的数据点表征雷达威力的密度值；
步骤S3-3，威力表征子网格选择，通过步骤S3-2计算出所有网格的密度后，得到最小粒度网格密度矩阵：
Figure BDA0003629993010000042
在方位相同的网格块中仅选取密度值最大的网格块作为威力表征子网格，表示如下：
Figure BDA0003629993010000043
由于空中目标飞行目标位置和高度分布不均衡，若存在某一方位上所有网格的密度值为零，此时，该方位的威力值可选用父网格的威力值，父网格的密度计算方法与上述方法相同，只是其粒度划分为n-1，如果父网格密度继续为空，则继续减小粒度划分值，直到网格密度满足条件要求，满足条件后用该大网格的威力值替换稀疏网格，在完成空密度值的网格的替换后将威力表征子网格标记如下：
Figure BDA0003629993010000051
进一步地，在所述步骤S3-2中，对于num的值，当网格为稠密网格时，num等于滑窗数量，当网格为潜力网格时，num等于网格内的总样本数据量，当网格为稀疏网格时，该网格的密度值不予计算。
进一步地，在所述步骤S4中，网格威力值的计算公式如下：
Figure BDA0003629993010000052
通过计算，得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值如下：
Figure BDA0003629993010000053
进一步地，在所述步骤S5中，绘制平面探测威力图的详细步骤如下：
步骤S5-1，绘制单个平面威力图：根据步骤S4得到的各个方位的威力表征子网格的威力值，从方位零度开始，在雷达平面探测图上绘制出雷达在单个确定的高度层和机型的雷达威力覆盖范围图；
步骤S5-2，划分高度层，依次按高度层和机型对雷达的平面探测威力显示。
进一步地，在所述步骤S6中，在线威力图更新的具体步骤如下：
步骤S6-1，雷达实时情报映射：当产生一个新航迹时将其发现点和消失点数据映射到网格中；
步骤S6-2，判断数据更新，查看数据映射网格密度是否与原威力表征子网格相同，如果是，则按照步骤S4重新计算该子网格的威力，并更新该方位的威力值，如果不是，计算新数据映射网格密度，并将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较。
进一步地，在所述步骤S6-2中，将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较时，如果新数据映射网格权重小于原表征子网格的权重，则原威力值不变，如果新数据映射网格权重大于原表征子网格权重，则根据步骤S4计算新数据映射网格的威力，并更新该方位的威力值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明针对传统理论计算雷达威力偏差大，靶机检飞威力实时更新难的问题，提出了一种基于实测数据的雷达威力实时评估方法，该方法利用雷达情报历史数据和实时情报数据，对雷达探测威力进行实时评估和更新，该方法能够有效逼近雷达系统当前状态下的实际最大探测能力，为清晰掌握雷达情报保障能力提供了数据支撑。
进一步地，当某个方位因为数据稀疏无法找到威力表征子网格时，则增加网格划分粒度，直到找到满足网格密度和情报数量要求，用大粒度网格威力替代稀疏网格威力，最终形成一个离线平面威力图，提高了本发明所述方法的针对基于雷达情报数据的威力图的精准性。
进一步地，当新的情报数据到来时，仅对数据映射的子网格进行计算，当某个新数据所在子网格符合威力表征子网格的要求时，则更新雷达在该子网格方向的威力数据，能够有效逼近雷达系统当前状态下的实际最大探测能力，为清晰掌握雷达情报保障能力提供了数据支撑。
进一步地，本发明所述方法可按照用户需求划分高度层，依次求得每个高度层中大型机和小型机的威力图，在生成所有高度层的威力图后用户根据自己的需求来选择显示雷达的平面探测威力图，方便操作，提高了本发明所述方法的实用性。
附图说明
图1为本发明所述基于雷达情报数据的威力图在线更新方法的步骤流程图；
图2为本实施例雷达威力实时评估框架图；
图3为本实施例探测范围的多粒度网格划分示意图；
图4为本实施例时间衰减函数示例；
图5为本实施例样本数据网格映射平面图示例；
图6为本实施例生成的某特定高度层威力示例图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述基于雷达情报数据的威力图在线更新方法的步骤流程图，包括：
步骤S1，雷达情报历史数据预处理：将雷达情报历史数据中所有航迹数据中的边界点筛选出来并过滤掉因雷达异常关机、干扰、或者速度和高度异常的样本数据点以作为威力表征样本数据；
步骤S2，雷达情报数据网格映射：将步骤S1得到的威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中；
步骤S3，网格密度计算：采用设置滑窗的方式对样本数据量过多的网格进行过滤，在完成对冗余样本数据的过滤后利用时间指数衰减的方式对所述威力表征样本数据的权重进行计算以确保时间越近的样本数据对雷达情报的影响力越大；
步骤S4，子网格威力进行计算：根据步骤S3得到的威力表征子网格矩阵的标记对子网格威力值进行计算以得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值；
步骤S5，离线威力图生成：按照步骤S1至S4所述方法依次计算雷达不同高度层和机型的威力，并绘制平面探测威力图；
步骤S6，在线威力图的更新：实时将雷达获取的目标航迹的发现点和消失点数据映射到划分的网格中并重新计算该网格的密度，若新数据映射网格权重大于原表征子网格权重则更新威力图。
雷达威力覆盖范围是雷达主要战术性能，反映了雷达最大作用距离、最小作用距离、仰角范围等性能指标，由于最小探测距离主要取决于雷达波束的最大仰角，雷达架设后最大仰角基本确定。本发明所指的雷达威力评估主要是指雷达最大探测距离评估。当前雷达平面探测威力图是作战筹划和雷达情报保障过程中应用最为广泛的威力显示方式，该方式相比于垂直探测威力图更直观的显示出地形遮蔽对雷达探测能力的影响。因此，本发明亦采用平面探测威力图的方式显示雷达威力。
具体而言，在所述步骤S1中，所述雷达情报历史数据是指存储在情报处理信息系统的数据库中的雷达通过周期性不间断探测所获得不同类型目标的针对不同方位、高度和距离的点迹数据。
具体而言，所述点迹数据包含情报雷达编码LD、航迹号HJH、方位A、距离R、高度H、速度V、机型JX以及点迹时间戳T的信息。
具体而言，在所述步骤S1中，所述航迹数据是指按照所述航迹号HJH分组的某一目标的点迹数据流，航迹数据中的边界点是指目标的发现点和消失点。以某目标P为例，可通过航迹号(HJH＝620432)进行分类，在按照点迹时间戳顺序排列后，第一点为目标P的发现点，最后一点为目标P的消失点。由于雷达情报中目标的发现点和消失点可近似为雷达威力范围的表征数据。因此，需要分离出雷达情报数据中的发现点和消失点作为雷达威力的表征数据样本。
具体而言，在所述步骤S2中，将所述威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中的具体步骤如下：
步骤S2-1，多粒度网格划分：将雷达的空间探测范围以极坐标的方式分割成雷达显示网格块，该网格块以雷达为圆心，按距离间隔ΔR、角度间隔Δθ以及高度间隔ΔH将雷达探测范围划分为多个小区域，将上述小区域称为网格块并将网格块编号为
Figure BDA0003629993010000101
其中i为扇区方位编号，j为扇区距离编号，k为高度层(通常设置固定值)，n为划分粒度；
请参阅图3所示，其为本实施例探测范围的多粒度网格划分示意图，图中原点半径大小代表权重，不同颜色代表不同高度层的点。当n＝1时，将整个探测平面作为一个网格，当n＝2时，将整个探测平面划分为4个网格，当n＝3时，将整个探测平面划分为16个网格，依次按照角度4倍数的粒度增加，直到网格内的数据量无法满足条件时不再进行划分(通常n不超过8)，网格数量和角度距离间隔的对应关系见表1，
表1
划分粒度层 方位间隔Δθ(度) 距离间隔ΔR(km) 网格数量
1 360 400 1
2 90 400 4
3 45 200 16
… … … …
n-1 360/2<sup>(n-2)</sup> 400/2<sup>(n-2)</sup>) 4<sup>n-2</sup>
n 360/2<sup>(n-1)</sup> 400/2<sup>(n-1)</sup> 4<sup>n-1</sup>
步骤S2-2，威力样本数据映射：将步骤S1得到威力表征样本数据按照方位、距离和高度映射到网格块中。请参阅图5所示，其为本实施例样本数据网格映射平面图示例，威力样本数据映射的实质就是对威力样本数据映射的网格标注到数据中。
具体而言，在所述步骤S3中，网格密度计算的目的是选出威力样本数据最大概率落入的网格，由于雷达情报获取时间对雷达当前的探测能力影响较敏感，随着时间的流逝，越早的历史情报数据对雷达当前探测威力的影响会逐渐减小。因此，在网格密度计算时利用时间指数衰减的方式对威力样本数据的权重进行处理，确保越近的样本数据对雷达情报的影响力越大。另外考虑到历史情报数据量过大的问题，采用设置滑窗的方式对网格内样本数据量过多的网格进行过滤以选取时间最近的样本数据。网格密度计算的具体步骤如下：
步骤S3-1，针对单个数据点的密度计算，采用时间指数衰减的方式计算每个点的权重，情报数据点时间戳为起点到当前到达时间的数据点为终点，所有边界点权重随时间t不断衰减，设定d的权值计算公式为：
d＝exp{-α*(Ts-Te)}
其中，α为衰减系数，Ts为情报记录时间，Te为当前时间。
请参阅图4所示，其为本实施例时间衰减函数示例，其中，T通常使用的统计是以天为单位，如果两个样本数据点的时间戳是同一天，则两个样本的权重相同，随着时间推移，权值逐渐变小，也就是越早出现过的情报的权值较小，而较晚到达的边界点数据权值较大，衰减系数设置主要考虑历史情报数据的时间跨度,通常设置范围为0.005-0.05之间。
步骤S3-2，针对单个网格密度值计算，网格密度表示网格中映射的所有边界点数据中利用所述滑窗所选出的样本数据的概率密度之和，设定网格密度D的计算公式为：
Figure BDA0003629993010000121
其中，u为网格块，d(u)为由步骤S3-1计算得到的数据点表征雷达威力的密度值。
步骤S3-3，威力表征子网格选择，通过步骤S3-2计算出所有网格的密度后，得到最小粒度为n的网格密度矩阵：
Figure BDA0003629993010000122
在方位相同的网格块中仅选取密度值最大的网格块作为威力表征子网格，表示如下：
Figure BDA0003629993010000131
由于空中目标飞行目标位置和高度分布不均衡，若存在某一方位上所有网格的密度值为零，此时，该方位的威力值可选用父网格的威力值，父网格的密度计算方法与上述方法相同，只是其粒度划分为n-1，如果父网格密度继续为空，则继续减小粒度划分值，直到网格密度满足条件要求，满足条件后用该大网格的威力值替换稀疏网格，在完成空密度值的网格的替换后将威力表征子网格标记如下：
Figure BDA0003629993010000132
具体而言，在所述步骤S3-2中，对于num的值，为了有效克服网格内数据量过大和情报表征能力随着时间推移逐渐衰减特性，通过在威力数据选择时设置滑窗来过滤情报，确保各网格内数据量一致。滑窗设置大小的一般取决于雷达的情报总量，一般不少于单日雷达的总航迹数，也可根据用户实际情况设置。当网格内的样本数据映射量大于滑窗数量时称为稠密网格，当网格内的样本数据映射量小于滑窗数量时称为稀疏网格，介于稀疏网格和稠密网格之间的网格称为潜力网格，当网格为稠密网格时，num等于滑窗数量，当网格为潜力网格时，num等于网格内的总样本数据量，当网格为稀疏网格时，该网格的密度值不予计算。
具体而言，在所述步骤S4中，网格威力值的计算公式如下：
Figure BDA0003629993010000141
通过计算，得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值如下：
Figure BDA0003629993010000142
请参阅图6所示，其为本实施例生成的某特定高度层威力示例图，在所述步骤S5中，绘制平面探测威力图的详细步骤如下：
步骤S5-1，绘制单个平面威力图：根据步骤S4得到的各个方位的威力表征子网格的威力值，从方位零度开始，在雷达平面探测图上绘制出雷达在单个确定的高度层和机型的雷达威力覆盖范围图；
步骤S5-2，依次按高度层和机型对雷达的平面探测威力显示。
本发明所述方法可按照用户需求划分高度层，依次求得每个高度层中大型机和小型机的威力图，在生成所有高度层的威力图后用户根据自己的需求来选择显示雷达的平面探测威力图。
请参阅图2所示，其为本实施例雷达威力实时评估框架图，在所述步骤S6中，在线威力图更新的具体步骤如下：
步骤S6-1，雷达实时情报映射：由于雷达情报数据源源不断的在雷达中产生，当产生一个新航迹时将其发现点和消失点数据映射到网格中；
步骤S6-2，判断数据更新，查看数据映射网格密度是否与原威力表征子网格相同，如果是，则按照步骤S4重新计算该子网格的威力，并更新该方位的威力值，如果不是，计算新数据映射网格密度，并将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较。
具体而言，在所述步骤S6-2中，将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较时，如果新数据映射网格权重小于原表征子网格的权重，则原威力值不变，如果新数据映射网格权重大于原表征子网格权重，则根据步骤S4计算新数据映射网格的威力，并更新该方位的威力值。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，包括：
步骤S1，雷达情报历史数据预处理：将雷达情报历史数据中所有航迹数据中的边界点筛选出来并过滤掉因雷达异常关机、干扰、或者速度和高度异常的样本数据点以作为威力表征样本数据；
步骤S2，雷达情报数据网格映射：将步骤S1得到的威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中；
步骤S3，网格密度计算：采用设置滑窗的方式对样本数据量过多的网格进行过滤，在完成对冗余样本数据的过滤后利用时间指数衰减的方式对所述威力表征样本数据的权重进行计算以确保时间越近的样本数据对雷达威力的影响力越大；
步骤S4，子网格威力进行计算：根据步骤S3得到的威力表征子网格矩阵的标记对子网格威力值进行计算以得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值；
步骤S5，离线威力图生成：按照步骤S1至S4所述方法依次计算雷达不同高度层和机型的威力，并绘制平面探测威力图；
步骤S6，在线威力图的更新：实时将雷达获取的目标航迹的发现点和消失点数据映射到划分的网格中并重新计算该网格的密度，若新数据映射网格权重大于原表征子网格权重则更新威力图。
2.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述雷达情报历史数据是指存储在情报处理信息系统的数据库中的雷达通过周期性不间断探测所获得不同类型目标的针对不同方位、高度和距离的点迹数据，所述点迹数据包含情报雷达编码LD、航迹号HJH、方位A、距离R、高度H、速度V、机型JX以及点迹时间戳T等信息。
3.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述航迹数据是指按照所述航迹号HJH分组的某一目标的点迹数据流，航迹数据中的边界点是指目标的发现点和消失点。
4.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将所述威力表征样本数据划分到不同粒度的网格中的具体步骤如下：
步骤S2-1，多粒度网格划分：将雷达的空间探测范围以极坐标的方式分割成雷达显示网格块，该网格块以雷达为圆心，按距离间隔ΔR、角度间隔Δθ以及高度间隔ΔH将雷达探测范围划分为多个小区域，将上述小区域称为网格块并将网格块编号为
Figure FDA0003629993000000021
其中i为扇区方位编号，j为扇区距离编号，k为高度层，n为划分粒度；
步骤S2-2，威力样本数据映射：将步骤S1得到威力表征样本数据按照方位、距离和高度映射到网格块中。
5.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S3中，网格密度计算的具体步骤如下：
步骤S3-1，针对单个数据点的密度计算，采用时间指数衰减的方式计算每个点的权重，情报数据点时间戳为起点到当前到达时间的数据点为终点，所有边界点权重随时间t不断衰减，设定d的权值计算公式为：
d＝exp{-α*(Ts-Te)}
其中，α为衰减系数，Ts为情报记录时间，Te为当前时间；
步骤S3-2，针对单个网格密度值计算，网格密度表示网格中映射的所有边界点数据中利用所述滑窗所选出的样本数据的概率密度之和，设定网格密度D的计算公式为：
Figure FDA0003629993000000031
其中，u为网格块，d(u)为由步骤S3-1计算得到的数据点表征雷达威力的密度值；
步骤S3-3，威力表征子网格选择，通过步骤S3-2计算出所有网格的密度后，得到最小粒度为n的网格密度矩阵：
Figure FDA0003629993000000032
在方位相同的网格块中仅选取密度值最大的网格块作为威力表征子网格，表示如下：
Figure FDA0003629993000000033
由于空中目标飞行目标位置和高度分布不均衡，若存在某一方位上所有网格的密度值为零，此时，该方位的威力值可选用父网格的威力值，父网格的密度计算方法与上述方法相同，只是其粒度划分为n-1，如果父网格密度继续为空，则继续减小粒度划分值，直到网格密度满足条件要求，满足条件后用该大网格的威力值替换稀疏网格，在完成空密度值的网格的替换后将威力表征子网格标记如下：
Figure FDA0003629993000000041
6.根据权利要求5所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S3-2中，对于num的值，当网格为稠密网格时，num等于滑窗数量，当网格为潜力网格时，num等于网格内的总样本数据量，当网格为稀疏网格时，该网格的密度值不予计算。
7.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S4中，网格威力值的计算公式如下：
Figure FDA0003629993000000042
通过计算，得到雷达各个方位的威力表征子网格的威力值如下：
Figure FDA0003629993000000043
8.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S5中，绘制平面探测威力图的详细步骤如下：
步骤S5-1，绘制单个平面威力图：根据步骤S4得到的各个方位的威力表征子网格的威力值，从方位零度开始，在雷达平面探测图上绘制出雷达在单个确定的高度层和机型的雷达威力覆盖范围图；
步骤S5-2，划分高度层，依次按高度层和机型对雷达的平面探测威力显示。
9.根据权利要求1所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S6中，在线威力图更新的具体步骤如下：
步骤S6-1，雷达实时情报映射：当产生一个新航迹时将其发现点和消失点数据映射到网格中；
步骤S6-2，判断数据更新，查看数据映射网格密度是否与原威力表征子网格相同，如果是，则按照步骤S4重新计算该子网格的威力，并更新该方位的威力值，如果不是，计算新数据映射网格密度，并将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较。
10.根据权利要求9所述的基于雷达情报数据的威力图在线更新方法，其特征在于，在所述步骤S6-2中，将新映射数据网格与原威力表征子网格的密度进行比较时，如果新数据映射网格权重小于原表征子网格的权重，则原威力值不变，如果新数据映射网格权重大于原表征子网格权重，则根据步骤S4计算新数据映射网格的威力，并更新该方位的威力值。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07159526A (ja) * 1993-12-07 1995-06-23 Nec Corp 航跡追尾装置
CN105354356A (zh) * 2015-09-29 2016-02-24 中国人民解放军63892部队 一种基于雷达情报仿真的空情融合性能评估系统及方法
CN110764083A (zh) * 2019-10-29 2020-02-07 中国电子科技集团公司第三十八研究所 毫米波雷达防入侵的数据融合方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07159526A (ja) * 1993-12-07 1995-06-23 Nec Corp 航跡追尾装置
CN105354356A (zh) * 2015-09-29 2016-02-24 中国人民解放军63892部队 一种基于雷达情报仿真的空情融合性能评估系统及方法
CN110764083A (zh) * 2019-10-29 2020-02-07 中国电子科技集团公司第三十八研究所 毫米波雷达防入侵的数据融合方法及系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张秀伟: "基于多粒度网格划分的雷达威力在线评估方法", 空天预警研究学报, vol. 36, no. 2, 30 April 2022 (2022-04-30), pages 99 - 103 *
张秀伟;马建朝;吴彩华;吴瑕;: "一种需求自适应雷达网威力图构建方法", 空军预警学院学报, no. 04, 15 August 2020 (2020-08-15), pages 283 - 286 *
施章;李桂祥;左治方;张秀伟;: "运用大数据统计的雷达威力分析显示系统设计", 空军预警学院学报, no. 03, 15 June 2018 (2018-06-15), pages 170 - 173 *

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