CN115291177A

CN115291177A - 一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法及装置

Info

Publication number: CN115291177A
Application number: CN202210919153.0A
Authority: CN
Inventors: 汤国防; 王成; 闫永恒; 肖涛; 高瑞明; 闫双平
Original assignee: CETC 15 Research Institute
Current assignee: CETC 15 Research Institute
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2022-11-04

Abstract

本发明公开了一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法及装置，能够利用雷达上报的原始雷达情报数据和目标飞参航迹数据计算雷达装备情报贡献比。首先接收雷达航迹数据和目标飞参航迹数据，计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差。对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算。对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算。对单批目标的雷达贡献值进行计算，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值。进行多目标探测雷达情报贡献比计算，根据作战场景下对目标权重的配置数据，加权汇总雷达装备对每个目标的情报贡献比，得到各雷达装备在所设定作战场景下的整体情报贡献比。

Description

一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达情报技术领域，具体涉及一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法及装置。

背景技术

多雷达协同探测场景下，多部雷达装备同时或接替探测跟踪目标，并上报雷达情报给作战指挥机构；作战指挥机构利用雷达情报组网系统对雷达装备上报的雷达情报进行融合、处理和人为干预。雷达情报组网系统融合处理、人为干预行为等因素，均会对情报的效能产生影响。

考虑利用雷达上报的原始雷达情报数据和目标飞参数据，可以对各雷达装备的原始情报贡献比进行计算分析，检验关键装备的运用是否达到了预期效果；同时通过计算雷达装备在协同探测中的情报贡献，对比雷达装备在雷达情报组网系统融合处理、人为干预后的融合贡献，可以检验雷达情报处理系统、雷达情报处理人员的情报处理能力并发现情报处理中存在的问题，支撑雷达情报组网系统改进和情报处理人员情报处理能力的提升。目前，国内未见相关研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法及装置，能够利用雷达上报的原始雷达情报数据和目标飞参航迹数据计算雷达装备情报贡献比。

为达到上述目的，本发明的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，包括如下步骤：

第一步：接收雷达航迹数据和目标飞参航迹数据，计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差。

第二步：对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算。

第三步：对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算。

第四步：对单批目标的雷达贡献值进行计算，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值。

第五步：进行多目标探测雷达情报贡献比计算，根据作战场景下对目标权重的配置数据，加权汇总雷达装备对每个目标的情报贡献比，得到各雷达装备在所设定作战场景下的整体情报贡献比。

进一步地，计算单批目标单元时间段雷达探测目标的误差，具体为：以单批目标的完整飞行航迹，顺序分割为若干个时长完全相同的单元时间段，计算单元时间段内雷达探测目标的误差，即在单元时间段内,利用雷达装备上报的雷达航迹数据和目标飞参航迹数据进行对比计算，以目标飞参航迹为基准，计算得到在单元时间段内每部雷达装备探测目标的平均位置误差。

进一步地，对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算，具体为：对单元时间段内，利用雷达上报情报点的平均位置误差，计算在单元时间段内，雷达装备探测该批目标的情报贡献权重。

进一步地，对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算，具体为：

对单元时间段内，利用雷达情报贡献权重、雷达情报点数计算雷达装备的情报贡献值，并进行归一化，得到在单元时间段内雷达装备的情报贡献比。

进一步地，对单批目标的雷达贡献值进行计算，具体为，以单批目标为对象，计算各雷达对该批目标探测的情报贡献比。

本发明的另外一个实施例还提供了一种多雷达协同探测中的情报贡献计算装置，包括误差计算模块、权重计算模块、情报贡献值计算模块、融合贡献值计算模块以及整体情报贡献比计算模块。

误差计算模块，用于接收雷达航迹数据和目标飞参数据，计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差。

权重计算模块，用于对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算；

情报贡献值计算模块，用于对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算。

融合贡献值计算模块，用于对单批目标的雷达贡献值进行计算，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值。

整体情报贡献比计算模块，用于进行多目标探测雷达情报贡献比计算，根据作战场景下对目标权重的配置数据，加权汇总雷达装备对每个目标的情报贡献比，得到各雷达装备在所设定作战场景下的整体情报贡献比。

有益效果：

1、本发明提供的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，提出了利用雷达上报的原始雷达情报数据和目标飞参航迹数据计算雷达装备情报贡献比的方法。本发明提出的计算方法，首次提出了利用雷达上报原始雷达情报数据、目标飞参航迹数据计算在多目标探测场景下的雷达装备情报贡献计算思路，排除了雷达情报组网系统融合处理、人为干预情报行为等因素的影响。

2、本发明提供的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，提出了利用各雷达探测目标的位置误差数据计算雷达情报贡献权重的方法，解决了多部雷达探测同一目标场景下的雷达情报贡献权重难以量化表征的问题；

3、本发明提供的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，提出了按目标分割单元时间段进行计算的思路，能够有效实现对多雷达探测目标情报贡献的精细化计算；

4、本发明提供的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，在单一目标探测的情报贡献计算中，综合考虑了雷达情报精度、雷达情报点数因素，计算结果能够真实反映了雷达装备运用情况；

5、本发明提供的一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，综合考虑了目标重要程度因素对雷达装备情报贡献的影响，计算结果能够反映雷达装备在整个作战场景下的情报综合贡献。

附图说明

图1为多雷达协同探测中的情报贡献计算流程设计图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

多雷达协同探测中的情报贡献计算，重点实现对雷达情报组网系统融合处理前的雷达装备情报贡献比。在演练或训练的事后数据处理中，可以同时获得各雷达上报的原始雷达情报数据、空中目标的飞参数据，因此可考虑利用雷达装备上报的雷达情报数据和事后获取的目标飞参数据进行计算，并重点解决以下技术问题：

1)多部雷达探测同一目标时，各雷达探测目标的精度存在差异，其情报贡献比与雷达探测目标的探测精度正相关；

2)对于任意一批目标，多部雷达同时或接替探测目标时，每部雷达装备探测上报的情报点数、时段是存在差异的，需要综合考虑雷达装备在每批目标探测跟踪的点数或时间；

3)在一次作战行动中或一个重要时间段内，不同的目标在作战中的作用是存在差异的，需要考虑目标的权重配置，以评估计算各雷达装备在整个作战行动中或重要时间范围内的综合贡献。

多雷达协同探测中的情报贡献计算的技术方案主要包括单批目标单元时间段内雷达探测误差计算、单批目标单元时间段内雷达情报贡献权重计算、单批目标单元时间段内情报贡献比计算、单批目标雷达情报贡献比计算、多目标探测雷达情报贡献比计算共五部分组成，具体步骤为：

第一步：计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差。以单批目标的完整飞行航迹，顺序分割为若干个时长完全相同的单元时间段，计算单元时间段内雷达探测目标的误差，即在单元时间段内,利用雷达装备上报的雷达航迹数据和目标飞参航迹数据进行对比计算，以目标飞参航迹为基准，计算得到在单元时间段内每部雷达装备探测目标的平均位置误差；

第二步：对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算。对单元时间段内，利用雷达上报情报点的平均位置误差，计算在单元时间段内，雷达装备探测该批目标的情报贡献权重；

第三步：对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算。对单元时间段内，利用雷达情报贡献权重、雷达情报点数计算雷达装备的情报贡献值，并进行归一化，得到在单元时间段内，雷达装备的情报贡献比；

第四步：对单批目标的雷达贡献值进行计算(单批目标为对象，计算各雷达对该批目标探测的情报贡献比)，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值；

(1)单批目标的单元时间段内雷达探测误差计算

单批目标单元时间段内雷达探测误差计算，以每批目标飞参航迹为对象，将其飞行过程顺序分割为若干个时长一致的单元时间段，得到该航迹单元时间段集合HT＝{T₁,T₂,…T_n}，对任一单元时间段T＝[t₁,t₂),计算各雷达装备上报雷达情报与该飞参航迹的平均位置误差，具体步骤为：

步骤001：获取目标飞参航迹H_A，对应加载该目标飞参航迹关联的雷达航迹集合H_R＝{H_r1，H_r2，…H_rm}

步骤002：加载目标飞参航迹H_A在时间段T＝[t₁,t₂)内的航迹点集合：

P_A＝{P_A1,P_A2,…P_As}

步骤003：对目标飞参航迹H_A关联雷达航迹集合H_R中的每批航迹H_rj(1≤j≤m)，加载航迹H_rj在T＝[t₁,t₂)时间段内的雷达航迹点集合P_r＝{P_r1,P_r2,…P_rk}。

步骤004：遍历雷达航迹点集合P_r＝{P_r1,P_r2,…P_ru}中的每个航迹点P_rk(1≤k≤u)，取航迹点P_rk的时间T_rk，然后在目标飞参航迹点集合P_A中找到时间为T_rk的航迹点P_At(1≤t≤s)，然后根据雷达航迹点P_rk与目标飞参航迹点P_At的坐标信息(经度、纬度，不考虑高度)，计算得到雷达航迹点P_rk与目标飞参航迹点P_At的平面位置误差E_rk；

步骤005：根据雷达航迹点每点的位置误差E_rk，汇总计算在T＝[t₁,t₂)时间段内，雷达航迹H_rj对目标飞参航迹H_A的平均探测误差：

步骤006：上述步骤计算完成后，得到在T＝[t₁,t₂)时间段内各雷达探测航迹对目标飞参航迹H0的位置误差为：

E_RT＝{E₁，E₂,…,E_x}

其中，x≤m，且存在部分雷达航迹在T＝[t₁,t₂)时间段内无航迹点的情况。

步骤007：重复步骤001-006，完成对全部融合航迹的雷达探测误差评估计算。

需要说明的是，步骤004中，根据航迹点P_rk的时间T_rk，在目标飞参航迹点集合P_A中查找时间为T_rk的航迹点时，如果集合P_A中不存在时间为T_rk的航迹点，则取集合P_A的航迹点中与T_rk时间最近的点；

由于不同型号的雷达装备测高能力存在差异，且测高数据不稳定，在进行偏差计算时不考虑高度因素。

(2)单批目标单元时间段内雷达情报贡献权重计算

根据步骤“(1)单批目标的单元时间段内雷达探测误差计算”计算得到的单元时段内雷达航迹相对目标飞参航迹的位置误差结果E_RT＝{E₁，E₂,…,E_x}，对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行估算，具体方法为：

从雷达航迹位置误差结果E_RT＝{E₁，E₂,…,E_x}中获取误差最小值E_min，按照总权重之和为1，且位置精度越高、融合权重越大的原则，将雷达航迹位置误差进行横向对比和归一化，即：

以位置误差最小的雷达设定权重为A，则其他雷达的权重为：

进行归一化处理：

求解得到：

计算单元时间段内各雷达的情报贡献权重为：

W_R＝{W₁，W₂，…,W_x}

对单元时间段T＝[t₁,t₂)内无对应航迹点数据的雷达，设定其情报贡献权重为0，得到单元时间段内各所有雷达的情报贡献权重为：

W_R-ALL＝{W₁，W₂，…,W_m}

当单元时间段T＝[t₁,t₂)内仅有1部雷达有对应目标的航迹数据时进行情报融合时，通过上述计算方法计算得到该1部雷达的情报贡献权重为1.0；有多部雷达时，通过上述计算方法计算得到各雷达的情报贡献权重系数之和为1.0。

(3)单批目标的单元时间段内情报贡献比计算

在单批目标的单元时间段内，根据雷达的情报贡献权重、雷达上报的情报点数，计算该单批目标的单元时间段内各雷达的情报贡献比，具体步骤如下：

步骤001：对目标飞参航迹H_A，对应加载该目标飞参航迹关联的雷达航迹集合H_R＝{H_r1，H_r2，…H_rm}，统计在时间段T＝[t₁,t₂)内各雷达上报的航迹点数量：

V_R＝{V_r1,V_r2,…V_rx}

步骤002：计算在时间段T＝[t₁,t₂)内，各雷达的情报贡献值：

C_R＝W_R*V_R＝{W₁*V_r1,W₂*V_r2，…,W_x*V_rx}

其中，单个雷达的情报贡献值C_Rj为：

C_Rj＝W_j*V_rj

对单元时间段T＝[t₁,t₂)内无对应航迹点数据的雷达，其航迹点数量为0。

因此，单元时间段内各所有雷达的情报贡献权重为：

C_R-ALL＝W_R*V_R＝{W₁*Vr1,W₂*V_r2，…,W_m*V_rm}

步骤004：对时间段T＝[t₁,t₂)内各雷达的情报贡献进行归一化，取

得到各雷达在T＝[t₁,t₂)内情报贡献比为：

D_R＝{L×C_R1，L×C_R2，…,L×C_Rm}

(4)单批目标雷达情报贡献比计算

对单批目标飞参航迹H_A进行时间段分割获得的航迹单元时间段集合HT＝{T₁,T₂,…T_n}，重复步骤(1)、(2)、(3)计算得到每一个单元时间段的所有雷达的情报贡献比。若目标飞参航迹关联的全部雷达航迹在某一个单元时间段内的雷达航迹点集合P_r数量均为0，则计该单元时间段T为无效时间段。

对目标飞参航迹H_A航迹单元时间段集合HT剔除无效时间段后，得到各单元时间段内所有雷达的情报贡献比：

D_T＝{D_TR1，D_TR2，…,D_TRz}

计算每一部雷达在该目标中的情报贡献比G_Hj为：

根据上述计算关系，各雷达对单批目标的情报贡献比G_Hj满足：

(5)多目标探测雷达情报贡献比计算

重复前序步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)，完成对作战场景中每一个目标的雷达情报贡献比计算。

根据作战场景中设定的目标权重系数F＝{f₁，f₂，…,f_v}，以及每部雷达对全部目标飞参航迹的雷达情报贡献比G_Hf＝{G_Hf1，G_Hf2，G_Hf3,…,G_Hfv}，可以汇总得到每部雷达在多目标探测中的整体情报贡献比：

H_j＝f₁*G_Hf1+f₂*G_Hf2+…+f_v*G_Hfv

根据上述计算关系，可以确定在多目标探测作战场景下，各雷达的情报贡献比满足：

需要说明的是，在多目标探测情报贡献比的计算中，一般以时间范围、重点的一批或多批目标为条件，以确定用于评估计算的目标飞参数据集和雷达情报数据集，对多部雷达协同探测多个目标的情报贡献比进行计算。

该情报贡献计算装置中各功能模块用于实现前述情报贡献计算方法。

以上装置可以在计算机存储介质中实现，该存储介质上存储有计算机指令，用于实现上述各功能模块，该存储介质计算机可读，指令被处理器执行时可实现前述情报贡献计算装置中各功能模块。

以上装置也可以为一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述情报贡献计算装置中各功能模块。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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

1.一种多雷达协同探测中的情报贡献计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：接收雷达航迹数据和目标飞参航迹数据，计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差；

第二步：对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算；

第三步：对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算；

第四步：对单批目标的雷达贡献值进行计算，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算单批目标单元时间段雷达探测目标的误差，具体为：

以单批目标的完整飞行航迹，顺序分割为若干个时长完全相同的单元时间段，计算单元时间段内雷达探测目标的误差，即在单元时间段内,利用雷达装备上报的雷达航迹数据和目标飞参航迹数据进行对比计算，以目标飞参航迹为基准，计算得到在单元时间段内每部雷达装备探测目标的平均位置误差。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算，具体为：

对单元时间段内，利用雷达上报情报点的平均位置误差，计算在单元时间段内，雷达装备探测该批目标的情报贡献权重。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算，具体为：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对单批目标的雷达贡献值进行计算，具体为，以单批目标为对象，计算各雷达对该批目标探测的情报贡献比。

6.一种多雷达协同探测中的情报贡献计算装置，其特征在于，包括误差计算模块、权重计算模块、情报贡献值计算模块、融合贡献值计算模块以及整体情报贡献比计算模块；

所述误差计算模块，用于接收雷达航迹数据和目标飞参数据，计算单批目标单元时间段内雷达探测目标的误差；

所述权重计算模块，用于对单元时间段内的雷达情报贡献权重进行计算；

所述情报贡献值计算模块，用于对单元时间段内的雷达情报贡献值进行计算；

所述融合贡献值计算模块，用于对单批目标的雷达贡献值进行计算，汇总单批目标融合航迹中各航迹点上雷达的贡献数据，得到单批目标融合航迹中各雷达的融合贡献值；

所述整体情报贡献比计算模块，用于进行多目标探测雷达情报贡献比计算，根据作战场景下对目标权重的配置数据，加权汇总雷达装备对每个目标的情报贡献比，得到各雷达装备在所设定作战场景下的整体情报贡献比。