CN115665891B - 一种去中心化的分布式雷达系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及雷达系统技术领域，提供了一种去中心化的分布式雷达系统，包括：多个雷达协同节点，用于提供源数据，基于源数据进行分布式协同工作，实现雷达感知、通信、计算和管控功能；通信交换网络，用于为各个雷达协同节点提供信息传输通道，以使任意两个雷达协同节点能够通过通信交换网络进行数据信息传输；至少一个人机交互终端，用于随遇接入通信交换网络，接收并显示雷达协同节点生成的协同工作结果。本公开实施例中的各个雷达协同节点不仅能够实现自组网协同控制，提升了系统连续稳定工作的可靠性，还能对数据进行并行处理，实现负载均衡的协同计算任务处理，减轻系统的数据处理压力，使得系统更具灵活性和鲁棒性。

Description

一种去中心化的分布式雷达系统

技术领域

本公开涉及雷达系统技术领域，特别涉及一种去中心化的分布式雷达系统。

背景技术

分布式雷达系统，是指多个分散部署的雷达通过统一的资源调度、有序的组网协同控制和多层级的多通道数据融合处理，实现对责任空域同时多发多收共视观测覆盖，有效提高对目标探测距离、分辨率和定位精度的协同探测系统。分布式雷达系统通常包含三部分：多个雷达、通信网络及设备、协同控制处理中心。其中，多个雷达通过通信网络以星型连接方式接入到协同控制处理中心，统一受控于协同控制处理中心。同时，每个雷达观测得到的回波、点航迹数据均汇聚至协同控制处理中心，由协同控制处理中心统一完成信号级、数据级的集中式融合处理和态势生成。

由以上内容可以看出，协同控制处理中心是整个分布式雷达系统的“大脑”，需要承担繁重的协同控制和处理计算任务，对计算存储资源要求高。同时，协同控制处理中心的可靠性制约着整个分布式雷达系统协同探测能力的稳定生成。在计算任务超负荷、协同控制处理中心损毁、协同控制处理中心网络连接数据中断等情况下，分布式雷达系统的性能将严重下降或完全失去协同工作能力。

公开号为CN107102308A的中国专利申请“一种分布式雷达异构信号级融合目标检测方法”和公开号为CN107589409A的中国专利申请“一种分置天线MIMO雷达分布式低通信量检测融合方法”在技术方案中均提供了在分布式雷达系统中使用分布式检测的方法，该方法将一部分数据预处理工作在各个雷达的本地端完成，之后由处理中心完成集中式数据融合检测。然而，尽管该方法减轻了处理中心的一部分计算负担，但并未有效提升系统的鲁棒性。

因此，如何将协同控制与处理任务分散至各个雷达本地，实现负载均衡的计算任务处理，并实现各个雷达之间的自组网协同控制，以解决分布式雷达系统性能和可靠性受限于协同控制处理中心的难题，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种去中心化的分布式雷达系统。

本公开提供了一种去中心化的分布式雷达系统，所述分布式雷达系统包括：

多个雷达协同节点，用于提供源数据，基于所述源数据进行分布式协同工作，实现雷达感知、通信、计算和管控功能；

通信交换网络，用于为各个所述雷达协同节点提供信息传输通道，以使任意两个所述雷达协同节点能够通过所述通信交换网络进行数据信息传输；

至少一个人机交互终端，用于随遇接入所述通信交换网络，接收并显示所述雷达协同节点生成的协同工作结果。

可选的，所述雷达协同节点包括：

雷达射频前端模块，用于根据本地管控指令发射或接收电磁波信号，根据接收到的所述电磁波信号生成雷达回波数据；

雷达处理后端模块，用于根据所述本地管控指令对所述雷达回波信号进行处理，生成点航迹数据和本地观测态势数据；

协同处理后端模块，用于根据所述本地管控指令，对其所在的所述雷达协同节点生成的所述雷达回波数据、所述点航迹数据，以及其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点生成的雷达回波数据、点航迹数据、中间处理结果进行综合协同处理，生成新的中间处理结果或系统观测态势数据；

通信模块，用于将所述雷达协同节点接入所述通信交换网络，与其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点进行数据信息交互；

协同管控模块，用于基于协同任务计划命令，确定针对其所在的所述雷达协同节点的协同工作管控指令；

雷达本地管控模块，用于根据所述协同工作管控指令，解析生成所述本地管控指令；

雷达本地显示模块，用于根据所述本地管控指令，对所述本地观测态势数据和/或所述系统观测态势数据进行显示。

可选的，所述协同管控模块包括主控工作状态和从控工作状态；

在所述主控工作状态，所述协同管控模块还用于确定协同任务规划，根据所述协同任务规划生成所述协同任务计划命令，并将所述协同任务计划命令发送至其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点，以使各个所述雷达协同节点进行协同组网工作；

在所述从控工作状态，所述协同管控模块还用于接收其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点发送的所述协同任务计划命令。

可选的，多个所述雷达协同节点中，至少一个所述雷达协同节点为有源雷达协同节点，其余所述雷达协同节点为无源雷达协同节点；其中，

所述有源雷达协同节点用于同时发射和接收电磁波信号，具备同时单发多收通道能力；

所述无源雷达协同节点用于接收电磁波信号，具备同时多收通道能力。

可选的，所述分布式雷达系统的最大收发通道个数为

，其中，N _m 表示第m个雷达协同节点的同时接收通道个数且满足N _m≥1，m=1,2,……,M表示所述雷达协同节点的编号，M表示所述雷达协同节点的总数，M _a 表示所述有源雷达协同节点的个数，min[M _a ,N _m ]表示取M _a 和N _m 中的最小值。

可选的，所述雷达协同节点还用于根据预设的协同任务协议和配置参数对各所述雷达协同节点进行自动组网，确定一个所述雷达协同节点作为主控节点，并将其余所述雷达协同节点作为从控节点，以使所述主控节点到各个所述从控节点的通信综合性能最优。

可选的，所述雷达协同节点通过以下方式确定出所述主控节点和所述从控节点：

向所述通信交换网络广播发送第一握手消息，并接收其他所述雷达协同节点发送的针对所述第一握手消息的第一应答消息；

同时接收其他所述雷达协同节点发送的第二握手消息并发送对应的第二应答消息；

根据所述第一握手消息和所述第一应答消息，以及所述第二握手消息和所述第二应答消息，判断是否存在握手成功的所述雷达协同节点，若是，则测定握手成功的所述雷达协同节点之间的通信综合性能，将握手成功的所述雷达协同节点中，与其他所述雷达协同节点之间的通信综合性能最优的所述雷达协同节点作为所述主控节点，将所述分布式雷达系统中的其余所述雷达协同节点作为所述从控节点。

可选的，所述雷达协同节点还用于按照预设的时间周期测定各个所述雷达协同节点之间的通信综合性能，并按照通信综合性能最优化原则对所述主控节点进行更新。

可选的，所述主控节点，用于对综合协同处理任务模型进行模型并行划分得到多个子任务模型，对协同处理数据进行数据并行划分得到多个子协同处理数据，将多个所述子任务模型和多个所述子协同处理数据分别发送至各所述从控节点；

所述从控节点，用于根据所述子任务模型和所述子协同处理数据，生成对应的点航迹结果数据；

所述主控节点，还用于根据所述从控节点生成的点航迹结果数据生成系统观测态势数据。

可选的，所述人机交互终端还用于基于用户的输入信息对所述分布式雷达系统的工作模式和工作参数进行调整；和/或，

所述人机交互终端包括计算机、图形工作站、平板电脑、手持数字终端中的至少一者。

本公开的实施例相对于现有技术而言，在分布式雷达系统中取消了对各雷达进行统一控制的集中式处理中心，直接由各个雷达协同节点完成协同控制和处理任务。在组网协同控制方面，集成了雷达感知、通信、计算、管控功能的各个雷达协同节点能够实现自组网协同控制，提升了系统连续稳定工作的可靠性。在数据处理方面，各个雷达协同节点可以对数据进行并行处理，实现负载均衡的协同计算任务处理，减轻系统的数据处理压力。同时，本公开的实施例提供的去中心化的分布式雷达系统更具灵活性和鲁棒性，有效解决了现有的分布式雷达系统性能和可靠性受限于协同控制处理中心的问题。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本公开提供的现有的分布式雷达系统的结构示意图；

图2为本公开一实施方式提供的一种去中心化的分布式雷达系统的结构示意图；

图3为本公开另一实施方式提供的雷达协同节点的结构示意图；

图4为本公开另一实施方式提供的主控节点随时间变化的示意图。

具体实施方式

现有的分布式雷达系统，通常是将多部空间分布式部署的雷达通过统一的资源调度和有序的组网协同控制组成的探测系统，可实现对目标区域多收多发共视观测覆盖。这种分布式雷达系统，一方面，多部雷达的探测区域相互补盲，可实现更大范围探测区域的覆盖；另一方面，对共视区域内的目标可实现多发多收协同观测，通过信号级的回波数据融合实现数据联合处理，从而提高对弱目标的探测概率和定位精度。

如图1所示，现有的分布式雷达系统通常包括三部分：多个雷达、通信网络及设备、协同控制处理中心。其中，多个雷达和协同控制处理中心均通过通信接入设备接入由多个网络交换机组成的通信网络。多个雷达即雷达1、雷达2、……、雷达M通过通信网络以星型连接方式接入到协同控制处理中心，统一受控于协同控制处理中心，并将观测得到的回波数据、点航迹数据汇聚至协同控制处理中心，由协同控制处理中心统一完成信号级、数据级的集中式融合处理和态势生成。新的雷达在有接入系统的入网需求时，需要向协同控制处理中心发送接入请求消息，因此，在脱离协同控制处理中心时，系统中的雷达不具备自组网工作的能力。为了实现较少的信息损失，现有的分布式雷达系统通常要求各雷达直接接收采样得到的信号级回波数据，或要求仅在雷达本地端对数据进行部分预处理，并将预处理后的数据传输至协同控制处理中心，由协同控制处理中心完成数据的集中式融合处理，这也对协同控制处理中心的计算存储资源提出了较高要求。

由上述内容可知，现有的分布式雷达系统中，协同控制处理中心是整个分布式雷达系统的“大脑”，需要承担繁重的协同控制和处理计算任务，系统中各雷达甚至整个系统的协同工作能力对协同控制处理中心的可靠性依赖较强。因此，在计算任务超负荷、协同控制处理中心损毁或网络连接数据中断等情况下，现有的分布式雷达系统的性能将严重下降，甚至完全失去协同工作能力。

为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施方式中，为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本公开所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本公开的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

为有效解决现有的分布式雷达系统存在的上述问题，本公开的一个实施方式涉及一种去中心化的分布式雷达系统。

如图2中的组成图所示，本实施方式涉及的去中心化的分布式雷达系统包括多个雷达协同节点01、通信交换网络02和至少一个人机交互终端03。

如图2中的拓扑图所示，本实施方式的分布式雷达系统可以包括M个雷达协同节点，分别为雷达协同节点1、雷达协同节点2、……、雷达协同节点m、……、雷达协同节点M，各个雷达协同节点分别与通信交换网络相连接。各个雷达协同节点既作为分布式雷达系统的传感器数据源，又用作系统协同组网工作的分布式控制与处理终端，可用于提供源数据，基于源数据进行分布式协同工作，实现雷达感知、通信、计算和管控功能，是将雷达感知、通信、计算、管控等功能一体化集成的探测节点。

如图2中的拓扑图所示，通信交换网络可以由多个网络交换机相互连接形成，各个雷达协同节点分别通过网络交换机接入通信交换网络。通信交换网络用于为各个雷达协同节点提供信息传输通道，以使任意两个雷达协同节点能够通过通信交换网络进行数据信息传输。通信交换网络可为接入的任意两个雷达协同节点提供大带宽、低延迟信息交互的透明传输网络通道。

如图2中的拓扑图所示，人机交互终端的数量可以记为n，各个人机交互终端分别记为人机交互终端1、人机交互终端2、……人机交互终端n。人机交互终端用于随遇接入通信交换网络，接收并显示雷达协同节点生成的协同工作结果如系统观测态势数据等。

示例性的，人机交互终端还可用于基于用户的输入信息对分布式雷达系统的工作模式和工作参数进行调整，从而实现分布式雷达系统工作模式和工作参数的人工介入控制和调整。

示例性的，人机交互终端可以是计算机尤其是便携式计算机，还可以是图形工作站、平板电脑、手持数字终端等。

本公开实施方式相对于现有技术而言，在分布式雷达系统中取消了对各雷达进行统一控制的集中式处理中心，直接由各个雷达协同节点完成协同控制和处理任务。在组网协同控制方面，集成了雷达感知、通信、计算、管控功能的各个雷达协同节点能够实现自组网协同控制，提升了系统连续稳定工作的可靠性。在数据处理方面，各个雷达协同节点可以对数据进行并行处理，实现负载均衡的协同计算任务处理，减轻系统的数据处理压力。同时，本实施方式提供的去中心化的分布式雷达系统更具灵活性和鲁棒性，有效解决了现有的分布式雷达系统性能和可靠性受限于协同控制处理中心的问题。

示例性的，一并结合图3，每个雷达协同节点均包括雷达射频前端模块101、雷达处理后端模块102、协同处理后端模块103、通信模块104、协同管控模块105、雷达本地管控模块106、雷达本地显示模块107。

雷达射频前端模块101用于根据本地管控指令发射或接收电磁波信号。射频前端模块101还用于根据接收到的电磁波信号生成雷达回波数据。换句话说，雷达射频前端模块101还用于根据当前的雷达协同节点本地接收的电磁波信号生成对应的雷达回波数据。

示例性的，各个雷达协同节点的雷达射频前端模块对应的射频频率范围一致，将该射频频率范围中的最小频率记为f _min，最大频率记为f _max，则该射频频率范围可表示为[f _min，f _max]。相应的，各个雷达协同节点的有效工作频率范围也均为[f _min，f _max]。

雷达处理后端模块102用于根据本地管控指令对雷达回波信号进行处理，生成点航迹数据和本地观测态势数据。换句话说，雷达处理后端模块102用于根据本地管控指令，对当前的雷达协同节点本地生成的雷达回波数据进行处理，生成对应的点航迹数据和本地观测态势数据。

协同处理后端模块103用于根据本地管控指令，对其所在的雷达协同节点生成的雷达回波数据、点航迹数据，以及其所在的雷达协同节点之外的其他雷达协同节点生成的雷达回波数据、点航迹数据、中间处理结果进行综合协同处理，生成新的中间处理结果或系统观测态势数据。换句话说，协同处理后端模块103用于根据本地管控指令，对当前的雷达协同节点本地生成的雷达回波数据、点航迹数据和系统中其他雷达协同节点传输来的雷达回波数据、点航迹数据、中间处理结果和本地观测态势数据进行综合协同处理，生成新的中间处理结果或系统观测态势数据。

通信模块104用于将雷达协同节点接入通信交换网络，与其所在的雷达协同节点之外的其他雷达协同节点进行数据信息交互。换句话说，通信模块104用于实现将当前的雷达协同节点接入通信交换网络，并与系统中其他雷达协同节点进行数据和信息交互。

协同管控模块105用于基于协同任务计划命令，确定针对其所在的雷达协同节点的协同工作管控指令。即协同管控模块105用于实现协同任务规划和管控工作。

示例性的，协同管控模块105包括主控工作状态和从控工作状态。

在主控工作状态，协同管控模块105还用于确定协同任务规划，根据协同任务规划生成协同任务计划命令，并将协同任务计划命令发送至其所在的雷达协同节点之外的其他雷达协同节点，以使各个雷达协同节点进行协同组网工作。换句话说，在主控工作状态，协同管控模块105用于自动完成系统的协同任务规划，并根据协同任务规划生成协同组网的所有雷达协同节点的协同任务计划命令，将协同任务计划命令通过通信模块104发送至各个雷达协同节点。

在从控工作状态，协同管控模块105还用于接收其所在的雷达协同节点之外的其他雷达协同节点发送的协同任务计划命令。换句话说，在从控工作状态，协同管控模块105用于通过通信模块104接收其他雷达协同节点中处于主控工作状态的协同管控模块发送的协同任务计划命令，将该协同任务计划命令解析为协同工作管控指令，并将协同工作管控指令传递给当前的雷达协同节点的雷达本地管控模块。

通过为协同管控模块设置主控工作状态和从控工作状态，可以使各个雷达协同节点既能对系统的分布式协同工作起主要的控制协调作用，又能在其他雷达协同节点的控制协调下对分布式协同工作进行并行处理，进一步提高了系统的灵活性。

雷达本地管控模块106用于根据协同工作管控指令，解析生成本地管控指令。换句话说，雷达本地管控模块106用于根据协同管控模块105传递来的协同工作管控指令，解析生成控制当前的雷达协同节点中其他模块如雷达射频前端模块101、雷达处理后端模块102、协同处理后端模块103、通信模块104、雷达本地显示模块107的本地管控指令。

雷达本地显示模块107用于根据本地管控指令，对本地观测态势数据和/或系统观测态势数据进行显示。换句话说，雷达本地显示模块107用于在当前的雷达协同节点对本地观测态势数据、系统观测态势数据等进行本地显示。

本实施方式通过在各个雷达协同节点中通过雷达射频前端模块、雷达处理后端模块、协同处理后端模块、通信模块、协同管控模块、雷达本地管控模块、雷达本地显示模块实现相应的功能，可以进一步提高系统的灵活性。

示例性的，多个雷达协同节点中，至少一个雷达协同节点为有源雷达协同节点，其余雷达协同节点为无源雷达协同节点。其中，有源雷达协同节点用于同时发射和接收电磁波信号，具备同时单发多收通道能力。无源雷达协同节点用于接收电磁波信号，具备同时多收通道能力。

具体的，按照是否能够主动发射电磁波信号，M个雷达协同节点可以分为两类：一类为有源雷达协同节点，数量为M _a ；另一类为无源雷达协同节点，数量为M－M _a 。其中，有源雷达协同节点能够同时发射和接收电磁波信号，具备同时单发多收通道能力，其雷达射频前端模块内包含用于发射接收电磁波信号的多通道收发组件（Transmitter and Receiver，T/R组件）。无源雷达协同节点只能接收电磁波信号，具备多收通道能力，其雷达射频前端模块内仅包含用于接收电磁波信号的多通道接收组件（Receiver，R组件）。

需要说明的是，由于本实施方式涉及的去中心化的分布式雷达系统包括多个雷达协同节点，因此，雷达协同节点的个数M满足M≥2。由于多个雷达协同节点中至少一个雷达协同节点为有源雷达协同节点，因此，M _a 满足M _a ≥1。

通过设置有源雷达协同节点和无源雷达协同节点，可以进一步提高系统的灵活性。

示例性的，分布式雷达系统的最大收发通道个数为

，其中，N _m 表示第m个雷达协同节点的同时接收通道个数且满足N _m≥1，m=1,2,……,M表示雷达协同节点的编号，M表示雷达协同节点的总数，M _a 表示有源雷达协同节点的个数，min[M _a ,N _m ]表示取M _a 和N _m 中的最小值。

也就是说，在M个雷达协同节点所具备的同时接收通道依次为N ₁, N ₂,…, N _m ,…, N _M 的情况下，M个雷达协同节点在进行协同组网工作时，去中心化的分布式雷达系统能够形成的最大的收发通道的个数为

。

示例性的，雷达协同节点还用于根据预设的协同任务协议和配置参数对各雷达协同节点进行自动组网，确定一个雷达协同节点作为主控节点，并将其余雷达协同节点作为从控节点，以使主控节点到各个从控节点的通信综合性能最优。

也就是说，雷达协同节点具备按照预设的协同任务协议和配置参数进行自动组网的能力，按照通信综合性能最优原则确定出各个雷达协同节点中的主控节点和从控节点。

示例性的，雷达协同节点通过以下方式确定出主控节点和从控节点：

向通信交换网络广播发送第一握手消息，并接收其他雷达协同节点发送的针对第一握手消息的第一应答消息；同时接收其他雷达协同节点发送的第二握手消息并发送对应的第二应答消息；根据第一握手消息和第一应答消息，以及第二握手消息和第二应答消息，判断是否存在握手成功的雷达协同节点，若是，则测定握手成功的雷达协同节点之间的通信综合性能，将握手成功的雷达协同节点中，与其他雷达协同节点之间的通信综合性能最优的雷达协同节点作为主控节点，将分布式雷达系统中的其余雷达协同节点作为从控节点。

具体的，在初始化组网时，每个雷达协同节点均通过其通信模块向通信交换网络内广播发送握手消息，同时接收其他雷达节点针对该握手消息的应答消息，与此同时，接收其他雷达协同节点发送的握手消息，并根据接收到的握手消息发送对应的应答消息，根据握手消息及其对应的应答消息判断是否存在一对握手成功的雷达协同节点，若存在，则测定握手成功的雷达协同节点相互间的通信延迟、通信数据率、通信稳定性等通信综合性能，从M个雷达协同节点中选定一个雷达协同节点作为主控节点，其余雷达协同节点作为从控节点，同时满足主控节点到各个从控节点的通信综合性能最优，从而实现根据通信综合性能最优化原则确定主控节点和从控节点。

本实施方式通过根据通信综合性能最优化原则确定主控节点和从控节点，可以提高系统的性能，并进一步提高系统的灵活性。

示例性的，在协同组网工作过程中，主控节点的协同管控模块处于主控工作状态，从控节点的协同管控模块处于从控工作状态。

需要说明的是，对于已完成协同组网的系统，当有新的雷达协同节点或人机交互终端发送握手消息请求接入系统的协同工作网络时，由主控节点对该握手消息进行自动应答。

示例性的，雷达协同节点还用于按照预设的时间周期测定各个雷达协同节点之间的通信综合性能，并按照通信综合性能最优化原则对主控节点进行更新。

具体的，初始化组网选定的主控节点具有阶段性，去中心化的分布式雷达系统可以按照预设的时间周期T自动测定各个雷达协同节点间通信综合性能的实际状况，按照通信综合性能最优化原则变换新的主控节点。同时，人机交互终端也可以根据用户的输入信息对主控节点的选择进行控制和调整，从而实现主控节点选择的人工控制和调整。优选的，预设的时间周期T的取值范围为1秒~2秒。

举例而言，如图4所示，在t1时刻，选定的主控节点为雷达协同节点m，雷达协同节点m之外的其他雷达协同节点均作为从控节点，且雷达协同节点m的协同管控模块并非永久处于主控工作状态，换句话说，雷达协同节点m并不是永久作为主控节点。当时间到达t2时刻，选定的主控节点变为雷达协同节点n，雷达协同节点n之外的其他雷达协同节点均作为从控节点。

通过在预设的时间周期按照通信综合性能最优化原则对主控节点进行更新，使得去中心化的分布式雷达系统能够在短时间周期内自适应优选主控节点，进一步提高了系统连续稳定工作的可靠性和灵活性。

示例性的，主控节点用于对综合协同处理任务模型进行模型并行划分得到多个子任务模型，对协同处理数据进行数据并行划分得到多个子协同处理数据，将多个子任务模型和多个子协同处理数据分别发送至各从控节点。

从控节点，用于根据子任务模型和子协同处理数据，生成对应的点航迹结果数据。

主控节点，还用于根据从控节点生成的点航迹结果数据生成系统观测态势数据。

具体的，去中心化的分布式雷达系统在执行处理计算任务时，无固定的数据集中处理中心，而是将各个雷达协同节点的协同处理后端模块作为并行处理后端，通过将综合协同处理任务模型进行模型并行划分以及将待处理计算的数据进行数据并行划分的方式，将处理计算任务在并行处理后端进行并行处理。在并行处理过程中，不同雷达协同节点之间，待处理计算的数据如雷达回波数据、点航迹数据、中间处理结果的传递由雷达协同节点中的通信模块完成，数据综合协同处理即数据并行处理后得到的点航迹结果数据将传递至主控节点，主控节点根据该点航迹结果数据生成对应的系统观测态势数据。

通过利用主控节点和从控节点进行数据综合协同处理，可以进一步实现负载均衡的协同计算任务处理，减轻系统的计算处理压力。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。

Claims (9)

1.一种去中心化的分布式雷达系统，其特征在于，所述分布式雷达系统包括：

多个雷达协同节点，用于提供源数据，基于所述源数据进行分布式协同工作，实现雷达感知、通信、计算和管控功能；

通信交换网络，用于为各个所述雷达协同节点提供信息传输通道，以使任意两个所述雷达协同节点能够通过所述通信交换网络进行数据信息传输；

至少一个人机交互终端，用于随遇接入所述通信交换网络，接收并显示所述雷达协同节点生成的协同工作结果；

所述人机交互终端还用于基于用户的输入信息对所述分布式雷达系统的工作模式和工作参数进行调整；

所述雷达协同节点包括协同管控模块，所述协同管控模块用于基于协同任务计划命令，确定针对其所在的所述雷达协同节点的协同工作管控指令；

所述协同管控模块包括主控工作状态和从控工作状态；

在所述主控工作状态，所述协同管控模块还用于确定协同任务规划，根据所述协同任务规划生成所述协同任务计划命令，并将所述协同任务计划命令发送至其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点，以使各个所述雷达协同节点进行协同组网工作；

在所述从控工作状态，所述协同管控模块还用于接收其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点发送的所述协同任务计划命令。

2.根据权利要求1所述的分布式雷达系统，其特征在于，所述雷达协同节点包括：

雷达射频前端模块，用于根据本地管控指令发射或接收电磁波信号，根据接收到的所述电磁波信号生成雷达回波数据；

雷达处理后端模块，用于根据所述本地管控指令对所述雷达回波数据进行处理，生成点航迹数据和本地观测态势数据；

协同处理后端模块，用于根据所述本地管控指令，对其所在的所述雷达协同节点生成的所述雷达回波数据、所述点航迹数据，以及其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点生成的雷达回波数据、点航迹数据、中间处理结果进行综合协同处理，生成新的中间处理结果或系统观测态势数据；

通信模块，用于将所述雷达协同节点接入所述通信交换网络，与其所在的所述雷达协同节点之外的其他所述雷达协同节点进行数据信息交互；

雷达本地管控模块，用于根据所述协同工作管控指令，解析生成所述本地管控指令；

雷达本地显示模块，用于根据所述本地管控指令，对所述本地观测态势数据和/或所述系统观测态势数据进行显示。

3.根据权利要求1或2所述的分布式雷达系统，其特征在于，多个所述雷达协同节点中，至少一个所述雷达协同节点为有源雷达协同节点，其余所述雷达协同节点为无源雷达协同节点；其中，

所述有源雷达协同节点用于同时发射和接收电磁波信号，具备同时单发多收通道能力；

所述无源雷达协同节点用于接收电磁波信号，具备同时多收通道能力。

4.根据权利要求3所述的分布式雷达系统，其特征在于，所述分布式雷达系统的最大收发通道个数为

，其中，N _m 表示第m个雷达协同节点的同时接收通道个数且满足N _m≥1，m=1,2,……,M表示所述雷达协同节点的编号，M表示所述雷达协同节点的总数，M _a 表示所述有源雷达协同节点的个数，min[M _a ,N _m ]表示取M _a 和N _m 中的最小值。

5.根据权利要求1或2所述的分布式雷达系统，其特征在于，所述雷达协同节点还用于根据预设的协同任务协议和配置参数对各所述雷达协同节点进行自动组网，确定一个所述雷达协同节点作为主控节点，并将其余所述雷达协同节点作为从控节点，以使所述主控节点到各个所述从控节点的通信综合性能最优。

6.根据权利要求5所述的分布式雷达系统，其特征在于，所述雷达协同节点通过以下方式确定出所述主控节点和所述从控节点：

向所述通信交换网络广播发送第一握手消息，并接收其他所述雷达协同节点发送的针对所述第一握手消息的第一应答消息；

同时接收其他所述雷达协同节点发送的第二握手消息并发送对应的第二应答消息；

根据所述第一握手消息和所述第一应答消息，以及所述第二握手消息和所述第二应答消息，判断是否存在握手成功的所述雷达协同节点，若是，则测定握手成功的所述雷达协同节点之间的通信综合性能，将握手成功的所述雷达协同节点中，与其他所述雷达协同节点之间的通信综合性能最优的所述雷达协同节点作为所述主控节点，将所述分布式雷达系统中的其余所述雷达协同节点作为所述从控节点。

7.根据权利要求5所述的分布式雷达系统，其特征在于，所述雷达协同节点还用于按照预设的时间周期测定各个所述雷达协同节点之间的通信综合性能，并按照通信综合性能最优化原则对所述主控节点进行更新。

8.根据权利要求5所述的分布式雷达系统，其特征在于，

所述主控节点，用于对综合协同处理任务模型进行模型并行划分得到多个子任务模型，对协同处理数据进行数据并行划分得到多个子协同处理数据，将多个所述子任务模型和多个所述子协同处理数据分别发送至各所述从控节点；

所述从控节点，用于根据所述子任务模型和所述子协同处理数据，生成对应的点航迹结果数据；

所述主控节点，还用于根据所述从控节点生成的点航迹结果数据生成系统观测态势数据。

9.根据权利要求1或2所述的分布式雷达系统，其特征在于，

所述人机交互终端包括计算机、图形工作站、平板电脑、手持数字终端中的至少一者。

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