CN115902873B - 一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法，属于雷达控制预警调节技术领域。本系统包括探测区域选定模块、干扰分析模块、时间周期处理模块、移动探测模块、路线调节模块；所述探测区域选定模块的输出端与所述干扰分析模块的输入端相连接；所述干扰分析模块的输出端与所述时间周期处理模块的输入端相连接；所述时间周期处理模块的输出端与所述移动探测模块的输入端相连接；所述移动探测模块的输出端与所述路线调节模块的输入端相连接。本发明能够实现机载雷达对目标点附近区域进行探测覆盖，并对处于不断移动的干扰机和机载雷达自身作出路径分析与规划，实现对探测区域的持续全覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及雷达控制预警调节技术领域，具体为一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法。
背景技术
机载雷达是装在飞机上的各种雷达的总称。主要用于控制和制导武器，实施空中警戒、侦察，保障准确航行和飞行安全。一般都有天线平台稳定系统或数据稳定装置；通常采用3厘米以下的波段；体积小，重量轻；具有良好的防震性能。其包括为空空导弹、火箭和航炮等提供目标数据的截击雷达；为瞄准轰炸地(水)面目标、制导空地导弹和为领航提供目标信息的轰炸雷达；提供地(水)面目标的位置和地形资料的空中侦察与地形测绘雷达；观测气象状况、空中目标和地形地物，保证准确和安全以及安全飞行的航行雷达等等。
在机载雷达的探测方向上，通常涉及探测防卫问题，在于目标点之间存在大量空白区域时，需要派遣大量机载雷达进行巡视探测，防止在空白区域内出现不明飞行物体，然而在目前的探测手段中，并没有对机载雷达实施全方位的布控分析，尤其是处于不断的移动的干扰机情况时，不同的雷达威力范围可能会导致空白区域出现空间维度的空隙，导致探测出现空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的雷达控制预警调节方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
S2、获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
S3、分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式，将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；所述跟踪位置点指在以雷达当前探测中心点为球心，飞行时间周期下达到的最远路径作为球半径生成的球形区域内的任一点；
S4、随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图，若形成的三维威力范围覆盖显示图无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；
S5、记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；
S6、根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图。
根据上述技术方案，所述新增干扰模型包括：
S2-1、获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离；
S2-2、获取历史数据下受到干扰的点位与其监测对应的目标点中心位置的距离，记为距离集合数据集；
S2-3、在距离集合数据集取最大距离，记为Dmax，取初始化距离D＝Dmax，任取初始解D1≤D；
S2-4、对初始解D1随机扰动生成新距离解D2；一般通用的随机扰动，指带梯度+冲量+随机值的扰动策略；
S2-5、计算新距离解D2的增量：
ΔF＝f(D2)-f(D1)
其中，f(D1)、f(D2)分别为初始解D1、新距离解D2的代价函数；ΔF代表新距离解D2的增量；
S2-6、若ΔF<0，则用新距离解D2替换初始解D1，作为新的当前解，即D0＝D2；若ΔF≥0，计算新距离解D2的接受概率M：
S2-7、随机产生(0,1)区间上均匀分布的随机数rand，若M>rand，则用新距离解D2替换初始解D1，否则，保留初始解D1＝D0；
所述步骤S2-4至S2-7记为一次迭代，构建迭代次数Q，在迭代满足迭代次数后，保留当前解，输出至系统，作为目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离的干扰最优解。
干扰往往是一段距离区间，随着干扰机的移动，距离区间也在不断移动，但是干扰区间往往都是围绕主要目标点进行构建，不同的距离带来的干扰水平也不相同，根据不断选取的数据情况，构建新增干扰模型，能够有效分析目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离对于干扰的影响程度，在一个最优距离下选用相关的干扰威力范围，能够有效提高干扰程度下的威力范围划定，提前进行预警处理。
根据上述技术方案，所述分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式包括：
所述雷达三维威力范围记为：
其中，代表雷达三维威力范围，θ为方位角，/>为俯仰角；R(θ)代表雷达在相对天线主瓣的俯仰角为0°，方位角为θ时的探测距离；/>为雷达天线在俯仰方向上的归一化增益函数；
其中，非干扰条件下的探测距离R1(θ)为：
其中，Pt为雷达发射功率；Gt为雷达天线主瓣增益；λ为信号波长；σ为目标的雷达反射截面积；n为脉冲积累数；k为玻尔兹曼常数，k＝1.38*10-23J/K；T0为以绝对温度表示的雷达接收机噪声温度；Bn为接收机同频带宽度；Fn为雷达接收机噪声系数；(S/N)σmin为雷达接收机最小可检测信噪比；
干扰条件下的探测距离R2(θ)为：
其中，KJ代表指定的压制系数，KJ＝J/S，J为雷达接收的干扰功率，S为雷达接收的信号功率；PJi为干扰机i的发射功率；GJi为干扰机i的发射增益；Gt(θi-θ)为雷达天线波束扫描到θ方向时，在干扰机i方向的接收增益；γJi为雷达天线接收干扰机i信号时的极化损耗；RJi为干扰机i与雷达的距离；BJi为干扰机i进入雷达天线信号的带宽；
归一化增益函数为：
在STK软件上设置绘制图元、颜色以及透明属性，形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图。
根据上述技术方案，所述生成飞行路线调节示意图包括：
获取系统设置的监测周期，构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；
根据输出的干扰最优解，持续给出雷达编队内各雷达处于的雷达三维威力范围，记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合；
分别计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；
根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，生成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图。
一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，该系统包括探测区域选定模块、干扰分析模块、时间周期处理模块、移动探测模块、路线调节模块；
所述探测区域选定模块用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述干扰分析模块用于获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；所述时间周期处理模块用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式，将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；所述跟踪位置点指在以雷达当前探测中心点为球心，飞行时间周期下达到的最远路径作为球半径生成的球形区域内的任一点；所述移动探测模块用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图，若形成的三维威力范围覆盖显示图无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；所述路线调节模块用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述探测区域选定模块的输出端与所述干扰分析模块的输入端相连接；所述干扰分析模块的输出端与所述时间周期处理模块的输入端相连接；所述时间周期处理模块的输出端与所述移动探测模块的输入端相连接；所述移动探测模块的输出端与所述路线调节模块的输入端相连接。
根据上述技术方案，所述探测区域选定模块包括区域划分单元、显示单元；
所述区域划分单元用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围；所述显示单元用于设置绘制图元、颜色以及透明属性，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
所述区域划分单元的输出端与所述显示单元的输入端相连接。
根据上述技术方案，所述干扰分析模块包括位置选择单元、模型构建单元；
所述位置选择单元用于获取目标点中心位置；所述模型构建单元用于根据获取的目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
所述位置选择单元的输出端与所述模型构建单元的输入端相连接。
根据上述技术方案，所述时间周期处理模块包括雷达三维威力范围数据处理单元、周期处理单元；
所述雷达三维威力范围数据处理单元用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式；所述周期处理单元用于将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；
所述雷达三维威力范围数据处理单元的输出端与所述周期处理单元的输入端相连接。
根据上述技术方案，所述移动探测模块包括随机选择单元、记录单元；
所述随机选择单元用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述记录单元用于对形成的三维威力范围覆盖显示图进行判断分析，若无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；
所述随机选择单元的输出端与所述记录单元的输入端相连接。
根据上述技术方案，所述路线调节模块包括飞行序列单元、路线调节单元；
所述飞行序列单元用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；所述路线调节单元用于根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述飞行序列单元的输出端与所述路线调节单元的输入端相连接。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明能够实现机载雷达对目标点附近区域进行探测覆盖，并对处于不断移动的干扰机和机载雷达自身作出路径分析与规划，实现对探测区域的持续全覆盖。解决在机载雷达的探测防卫问题上出现的空白区域，对机载雷达实施全方位的布控分析，解决在处于不断的移动的干扰机情况时，不同的雷达威力范围可能会导致空白区域出现空间维度的空隙的问题，提高探测精准性和全覆盖性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法的流程示意图；
图2是本发明一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法的雷达监测区域示意图；
图3是本发明一种基于物联网的雷达控制预警调节系统及方法的雷达三维威力范围在无干扰情况下的STK示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，在本实施例一中，对空白区域进行雷达布控包括：
获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
所述新增干扰模型包括：
S2-1、获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离；
S2-2、获取历史数据下受到干扰的点位与其监测对应的目标点中心位置的距离，记为距离集合数据集；
S2-3、在距离集合数据集取最大距离，记为Dmax，取初始化距离D＝Dmax，任取初始解D1≤D；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，在本申请中利用初始数据集合，作为一个产生函数，从当前解产生一个位于解空间的新解；
S2-4、对初始解D1随机扰动生成新距离解D2；
S2-5、计算新距离解D2的增量：
ΔF＝f(D2)-f(D1)
其中，f(D1)、f(D2)分别为初始解D1、新距离解D2的代价函数；ΔF代表新距离解D2的增量；计算初始解与新距离解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生，所以目标函数差的计算按照增量计算。
S2-6、若ΔF<0，则用新距离解D2替换初始解D1，作为新的当前解，即D0＝D2；若ΔF≥0，计算新距离解D2的接受概率M：
S2-7、随机产生(0,1)区间上均匀分布的随机数rand，若M>rand，则用新距离解D2替换初始解D1，否则，保留初始解D1＝D0；判断新距离解是否被接受，判断的依据是一个接受准则，在本申请中，我们选取的是Metropolis准则。
当新距离解被确定接受时，用新距离解代替当前解，这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现，同时修正目标函数值即可。
所述步骤S2-4至S2-7记为一次迭代，此时，当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时，则在原当前解的基础上继续下一轮试验。构建迭代次数Q，在迭代满足迭代次数后，保留当前解，输出至系统，作为目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离的干扰最优解。
所述分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式包括：
所述雷达三维威力范围记为：
其中，代表雷达三维威力范围，θ为方位角，/>为俯仰角；R(θ)代表雷达在相对天线主瓣的俯仰角为0°，方位角为θ时的探测距离；/>为雷达天线在俯仰方向上的归一化增益函数；
其中，非干扰条件下的探测距离R1(θ)为：
其中，Pt为雷达发射功率；Gt为雷达天线主瓣增益；λ为信号波长；σ为目标的雷达反射截面积；n为脉冲积累数；k为玻尔兹曼常数，k＝1.38*10-23J/K；T0为以绝对温度表示的雷达接收机噪声温度；Bn为接收机同频带宽度；Fn为雷达接收机噪声系数；(S/N)σmin为雷达接收机最小可检测信噪比；
干扰条件下的探测距离R2(θ)为：
其中，KJ代表指定的压制系数，KJ＝J/S，J为雷达接收的干扰功率，S为雷达接收的信号功率；PJi为干扰机i的发射功率；GJi为干扰机i的发射增益；Gt(θi-θ)为雷达天线波束扫描到θ方向时，在干扰机i方向的接收增益；γJi为雷达天线接收干扰机i信号时的极化损耗；RJi为干扰机i与雷达的距离；BJi为干扰机i进入雷达天线信号的带宽；
归一化增益函数为：
在STK软件上设置绘制图元、颜色以及透明属性，形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图。
根据输出的干扰最优解，持续给出雷达编队内各雷达处于的雷达三维威力范围，记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合；
分别计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；
根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，生成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图。
在本实施例二中，提供一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，该系统包括探测区域选定模块、干扰分析模块、时间周期处理模块、移动探测模块、路线调节模块；
所述探测区域选定模块用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述干扰分析模块用于获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；所述时间周期处理模块用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式，将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；所述跟踪位置点指在以雷达当前探测中心点为球心，飞行时间周期下达到的最远路径作为球半径生成的球形区域内的任一点；所述移动探测模块用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图，若形成的三维威力范围覆盖显示图无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；所述路线调节模块用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述探测区域选定模块的输出端与所述干扰分析模块的输入端相连接；所述干扰分析模块的输出端与所述时间周期处理模块的输入端相连接；所述时间周期处理模块的输出端与所述移动探测模块的输入端相连接；所述移动探测模块的输出端与所述路线调节模块的输入端相连接。
所述探测区域选定模块包括区域划分单元、显示单元；
所述区域划分单元用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围；所述显示单元用于设置绘制图元、颜色以及透明属性，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
所述区域划分单元的输出端与所述显示单元的输入端相连接。
所述干扰分析模块包括位置选择单元、模型构建单元；
所述位置选择单元用于获取目标点中心位置；所述模型构建单元用于根据获取的目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
所述位置选择单元的输出端与所述模型构建单元的输入端相连接。
所述时间周期处理模块包括雷达三维威力范围数据处理单元、周期处理单元；
所述雷达三维威力范围数据处理单元用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式；所述周期处理单元用于将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；
所述雷达三维威力范围数据处理单元的输出端与所述周期处理单元的输入端相连接。
所述移动探测模块包括随机选择单元、记录单元；
所述随机选择单元用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述记录单元用于对形成的三维威力范围覆盖显示图进行判断分析，若无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；
所述随机选择单元的输出端与所述记录单元的输入端相连接。
所述路线调节模块包括飞行序列单元、路线调节单元；
所述飞行序列单元用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；所述路线调节单元用于根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述飞行序列单元的输出端与所述路线调节单元的输入端相连接。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)
1.一种基于物联网的雷达控制预警调节方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
S2、获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
S3、分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式，将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；所述跟踪位置点指在以雷达当前探测中心点为球心，飞行时间周期下达到的最远路径作为球半径生成的球形区域内的任一点；
S4、随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图，若形成的三维威力范围覆盖显示图无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；
S5、记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；
S6、根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述新增干扰模型包括：
S2-1、获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离；
S2-2、获取历史数据下受到干扰的点位与其监测对应的目标点中心位置的距离，记为距离集合数据集；
S2-3、在距离集合数据集取最大距离，记为Dmax，取初始化距离D＝Dmax，任取初始解D1≤D；
S2-4、对初始解D1随机扰动生成新距离解D2；
S2-5、计算新距离解D2的增量：
ΔF＝f(D2)-f(D1)
其中，f(D1)、f(D2)分别为初始解D1、新距离解D2的代价函数；ΔF代表新距离解D2的增量；
S2-6、若ΔF＜0，则用新距离解D2替换初始解D1，作为新的当前解，即D0＝D2；若ΔF≥0，计算新距离解D2的接受概率M：
S2-7、随机产生(0,1)区间上均匀分布的随机数rand，若M>rand，则用新距离解D2替换初始解D1，否则，保留初始解D1＝D0；
所述步骤S2-4至S2-7记为一次迭代，构建迭代次数Q，在迭代满足迭代次数后，保留当前解，输出至系统，作为目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离的干扰最优解。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节方法，其特征在于：所述分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式包括：
所述雷达三维威力范围记为：
其中，代表雷达三维威力范围，θ为方位角，/>为俯仰角；R(θ)代表雷达在相对天线主瓣的俯仰角为0°，方位角为θ时的探测距离；/>为雷达天线在俯仰方向上的归一化增益函数；
其中，非干扰条件下的探测距离R1(θ)为：
其中，Pt为雷达发射功率；Gt为雷达天线主瓣增益；λ为信号波长；σ为目标的雷达反射截面积；n为脉冲积累数；k为玻尔兹曼常数，k＝1.38*10-23J/K；T0为以绝对温度表示的雷达接收机噪声温度；Bn为接收机同频带宽度；Fn为雷达接收机噪声系数；(S/N)σmin为雷达接收机最小可检测信噪比；
干扰条件下的探测距离R2(θ)为：
其中，KJ代表指定的压制系数，KJ＝J/S，J为雷达接收的干扰功率，S为雷达接收的信号功率；PJi为干扰机i的发射功率；GJi为干扰机i的发射增益；Gt(θi-θ)为雷达天线波束扫描到θ方向时，在干扰机i方向的接收增益；γJi为雷达天线接收干扰机i信号时的极化损耗；RJi为干扰机i与雷达的距离；BJi为干扰机i进入雷达天线信号的带宽；
归一化增益函数为：
在STK软件上设置绘制图元、颜色以及透明属性，形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节方法，其特征在于：生成飞行路线调节示意图包括：
获取系统设置的监测周期，构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；
根据输出的干扰最优解，持续给出雷达编队内各雷达处于的雷达三维威力范围，记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合；
分别计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；
根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，生成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图。
4.应用如权利要求1所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节方法的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：该系统包括探测区域选定模块、干扰分析模块、时间周期处理模块、移动探测模块、路线调节模块；
所述探测区域选定模块用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述干扰分析模块用于获取目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；所述时间周期处理模块用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式，将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；所述跟踪位置点指在以雷达当前探测中心点为球心，飞行时间周期下达到的最远路径作为球半径生成的球形区域内的任一点；所述移动探测模块用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图，若形成的三维威力范围覆盖显示图无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；所述路线调节模块用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述探测区域选定模块的输出端与所述干扰分析模块的输入端相连接；所述干扰分析模块的输出端与所述时间周期处理模块的输入端相连接；所述时间周期处理模块的输出端与所述移动探测模块的输入端相连接；所述移动探测模块的输出端与所述路线调节模块的输入端相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：所述探测区域选定模块包括区域划分单元、显示单元；
所述区域划分单元用于获取雷达编队协同探测区域，接收雷达编队内任一雷达的三维威力范围；所述显示单元用于设置绘制图元、颜色以及透明属性，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；
所述区域划分单元的输出端与所述显示单元的输入端相连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：所述干扰分析模块包括位置选择单元、模型构建单元；
所述位置选择单元用于获取目标点中心位置；所述模型构建单元用于根据获取的目标点中心位置，计算目标点中心位置与雷达编队内任一雷达探测中心点的空间直线距离，构建新增干扰模型；
所述位置选择单元的输出端与所述模型构建单元的输入端相连接。
7.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：所述时间周期处理模块包括雷达三维威力范围数据处理单元、周期处理单元；
所述雷达三维威力范围数据处理单元用于分别构建在干扰条件下与非干扰条件下的雷达三维威力范围计算方式；所述周期处理单元用于将监测周期构建成若干个飞行时间周期，生成任一雷达在每飞行时间周期下的跟踪位置点集合；
所述雷达三维威力范围数据处理单元的输出端与所述周期处理单元的输入端相连接。
8.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：所述移动探测模块包括随机选择单元、记录单元；
所述随机选择单元用于随机选取雷达编队内每一雷达在同一飞行时间周期下的位置点，计算雷达编队内每一雷达的三维威力范围，利用STK软件形成雷达编队在雷达编队协同探测区域内的三维威力范围覆盖显示图；所述记录单元用于对形成的三维威力范围覆盖显示图进行判断分析，若无法覆盖雷达编队协同探测区域，生成预警显示，并重新随机选择，若满足覆盖雷达编队协同探测区域，将当前雷达编队内每一雷达的位置点记为一组集合；
所述随机选择单元的输出端与所述记录单元的输入端相连接。
9.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雷达控制预警调节系统，其特征在于：所述路线调节模块包括飞行序列单元、路线调节单元；
所述飞行序列单元用于记录下同一飞行时间周期所有满足覆盖雷达编队协同探测区域条件的位置点集合，计算每一组位置点集合下的总飞行路径，选取最短的总飞行路径对应的位置点记为当前飞行时间周期下飞行序列；所述路线调节单元用于根据监测周期内按顺序生成的所有飞行时间周期下的飞行序列，输出至管理员端口，作为雷达编队在雷达编队协同探测区域内的飞行路线调节示意图；
所述飞行序列单元的输出端与所述路线调节单元的输入端相连接。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2938076A1 (fr) * | 2008-10-31 | 2010-05-07 | Thales Sa | Procede pour optimiser la gestion du temps radar pour des radars secondaires fonctionnant en mode s |
| WO2014048193A1 (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 北京理工大学 | 一种用于舰艇编队情况下同型雷达同频干扰抑制方法 |
| CN108562879A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 南京理工大学 | 基于fpga的舰载雷达恒虚警检测方法 |
| KR20200002392A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 서울대학교산학협력단 | 딥러닝 기반 레이더 간섭 제거 장치 |
| CN114527436A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-24 | 西安电子科技大学 | 基于最优干扰规划模型的集群协同干扰规划方法 |
| CN115061134A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-16 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 基于机载雷达侦察系统的无人机飞行安全检测系统及方法 |
| CN115063544A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-16 | 南京邮电大学 | 一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2938076A1 (fr) * | 2008-10-31 | 2010-05-07 | Thales Sa | Procede pour optimiser la gestion du temps radar pour des radars secondaires fonctionnant en mode s |
| WO2014048193A1 (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 北京理工大学 | 一种用于舰艇编队情况下同型雷达同频干扰抑制方法 |
| CN108562879A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 南京理工大学 | 基于fpga的舰载雷达恒虚警检测方法 |
| KR20200002392A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 서울대학교산학협력단 | 딥러닝 기반 레이더 간섭 제거 장치 |
| CN114527436A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-24 | 西安电子科技大学 | 基于最优干扰规划模型的集群协同干扰规划方法 |
| CN115063544A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-16 | 南京邮电大学 | 一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法 |
| CN115061134A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-16 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 基于机载雷达侦察系统的无人机飞行安全检测系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 干扰下雷达三维威力范围可视化研究;张阳;何俊;;电子信息对抗技术(第06期);全文 * |
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