CN116106892A - 一种基于靶机平台的侦察设备告警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于靶机平台的侦察设备告警方法,属于雷达信号侦察技术领域,上位机进行预设参数加载;进入搜索阶段进行频段搜索扫描及空域搜索扫描,结束后统计脉冲个数最多的频段及空域,同一本振点中取脉冲幅度最大的空域作为目标空域;并对脉冲个数大于N_num0的频段信号进行预警;进入确认阶段,对频段和空域依次进行观测,PDW数据是否处于跟踪状态的确认,直至接收时间到达确认时间;并进行告警判断;确认时间结束后切换到下一个等待确认的频段,记录确认时间内的PDW数据;直到所有频段完成确认,重新切换回搜索阶段,重复搜索阶段和确认阶段的过程。本发明对雷达信号的威胁状态进行确认,提高告警可靠性,降低虚警率和误警率。
Description
技术领域
本发明涉及雷达信号侦察技术,具体涉及一种基于靶机平台的侦察设备告警方法。
背景技术
目前雷达告警设备已经可以经由无人机靶机平台进行机载安装。雷达告警设备可以发现周围环境中存在的敌方威胁雷达信号,进行截获和分析,并提示我方采取相应的机动措施,保护载机自身安全。
以往的雷达告警设备存在以下缺点:
1、利用频域和空域规律扫描的方法对外界环境的雷达信号进行监测,没有有效利用雷达信号的威胁等级特征对信号监测策略进行灵活控制。
2、利用检波信号识别脉冲个数,根据脉冲密度进行告警,没有利用雷达信号重复周期、带宽等多维信息,告警的可靠性有待加强。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足,提供一种基于靶机平台的侦察设备告警方法,本发明将告警流程分为快速搜索和确认两个阶段,利用雷达搜索转跟踪的多种规律信息对雷达信号的的威胁状态进行确认,提高了告警的可靠性,降低了虚警率和误警率。
技术方案:本发明的一种基于靶机平台的侦察设备告警方法,包括以下步骤:
步骤1、上位机进行预设参数加载,可根据情报信息进行当前关注频段的参数预设;
步骤2、进入搜索阶段,根据步骤1的预设参数进行频段搜索扫描及空域搜索扫描;切换本振,在每个本振点进行天线阵面的切换,完成空域搜索扫描,将每个本振点驻留时间设为T0,以及记录每个本振点驻留时间内的脉冲个数;
频域搜索扫描及空域搜索扫描结束后,统计脉冲个数最多的频段及空域,同一本振点中取脉冲幅度最大的空域作为目标空域;并对脉冲个数大于N_num0的频段信号进行预警;
步骤3、进入确认阶段,对步骤2中记录的频段和空域依次进行观测,持续接收PDW数据,完成对雷达PDW数据是否处于跟踪状态的确认,直至接收时间到达确认时间Tmax,然后对Tmax内的脉冲进行告警判断;Tmax结束后则切换到下一个等待确认的频段,并记录Tmax内的PDW数据;直到所有频段完成确认,重新切换回搜索阶段,重复搜索阶段和确认阶段的过程;
上述确认阶段的具体告警判断进程如下:
判断进程3.1、对于最长确认时间Tmax内的脉冲,以T1为滑动窗口每一个脉冲为滑动步进,来统计滑动窗口时间T1内脉冲个数并记录为n1数组;对于n1数组,以每一个脉冲为滑动步进以及以每个脉冲为起始,来统计一个窗口时间T1的脉冲个数之差,并记录为n2数组;
如果当前窗口是最后一个滑动窗口,则执行判断进程3.3;如果当前窗口不是最后一个滑动窗口,则执行判断进程3.2;
判断进程3.2、更新n2数组脉冲数差值最大值max;
持续记录n2数组内的最大值n2max及n2max的出现时刻,若最大值n2max满足,持续半个窗口时间T1内,无更大值出现,且产生n2max的脉冲个数之差满足C倍的增长条件,并且n2max时刻之后脉冲个数保持半个窗口T1的平稳期(脉冲数变化不超过20%),则发出告警;反之则回到判断进程3.1;
判断进程3.3、对于确认时间Tmax内的脉冲,统计窗口时间Tmax内脉冲数最大脉冲幅度值PA_max,并将脉冲幅度小于PA_max-ΔPA (副瓣剔除幅值)的脉冲全部剔除;接着对剩余脉冲中相邻脉冲TOA两两作差;
如果相邻脉冲TOA差值大于脉冲连续阈值continuous_t,则判定此处脉冲不连续,记为下一个脉冲序列,并执行判断进程3.4;如果相邻脉冲TOA差值≤脉冲连续阈值continuous_t,则判定剩余脉冲连续,并记录连续脉冲的连续时间,若连续脉冲的连续时间大于continuous_th,则发出告警;
例如可以设置continuous_t=5ms,continuous_th=1s,ΔB=2MHz,multiple = 2/3;
判断进程3.4、记录连续脉冲序列的个数、连续脉冲序列的最大带宽以及连续脉冲时间间隔;首先,如果连续3个脉冲序列的最大带宽与前一个连续脉冲序列的最大带宽差值大于ΔB,则记flag1=1;接着,如果连续3次的连续脉冲时间间隔与前一个连续脉冲间隔满足multiple倍关系,则记flag2=1;
若flag1或flag2为1(flag1|| flag2==1),则进行告警;反之则回到搜索阶段。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.将告警状态分为搜索阶段和确认阶段,搜索阶段快速发现目标,确认阶段监测雷达信号确认是否处于跟踪阶段,搜索阶段和跟踪阶段来回切换的流程设计,降低了告警的漏警率和虚警率。
2.现有技术仅利用检波信号的脉冲个数进行告警,本发明结合雷达信号的脉冲变化趋势,搜索转跟踪的扫描规律等多维信息,提高了告警的可靠性。
附图说明
图1为本发明的整体流程图;
图2为本发明步骤3中条件②③④中连续脉冲序列示意图;
图3为实施例1中脉冲数量随时间变化曲线图;
图4为实施例1中脉冲数量之差随时间变化曲线图;
图5为实施例2中雷达脉冲到达时间与幅度关系图;
图6为实施例2中剔除副瓣后雷达脉冲到达时间与幅度关系图;
图7为实施例3中雷达脉冲到达时间与幅度关系图;
图8为实施例3中剔除副瓣后雷达脉冲到达时间与幅度关系图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1所示,本发明先通过搜索阶段进行频段和空域的扫描,根据脉冲个数判决条件确定重点监测的频段和空域,并进行预警。然后通过确认阶段结合雷达信号的脉冲变化趋势,搜索转跟踪的扫描规律等信息,识别危险信号,发出告警信息;本发明搜索阶段和确认阶段反复切换的流程设计,提升了告警策略的可靠性,降低了漏警率和虚警率。
如图1所示,本实施例的基于靶机平台的侦察设备告警方法,包括以下步骤:
步骤1、上位机进行预设参数加载;
步骤2、进入搜索阶段,根据步骤1的预设参数进行频段搜索扫描及空域搜索扫描;切换本振,在每个本振点进行天线阵面的切换,完成空域搜索扫描,将每个本振点驻留时间设为T0,以及记录每个本振点驻留时间内的脉冲个数;
频域搜索扫描及空域搜索扫描结束后,统计脉冲个数最多的频段及空域,同一本振点中取脉冲幅度最大的空域作为目标空域;并对脉冲个数大于N_num0的频段信号进行预警;
步骤3、进入确认阶段,对步骤2中记录的频段和空域依次进行观测,持续接收PDW数据,完成对雷达PDW数据是否处于跟踪状态的确认,直至接收时间到达确认时间Tmax;只要满足下述多个告警判断条件中的任意一个条件则进行告警;Tmax结束后则切换到下一个等待确认的频段,并记录Tmax内的PDW数据;直到所有频段完成确认,重新切换回搜索阶段,重复搜索阶段和确认阶段的过程。
上述确认阶段的告警判断条件包括:
告警判断条件①、利用搜索转跟踪,脉冲重复周期可能缩短,脉冲密度变大的规律。
对于确认时间Tmax内的脉冲,以T1为滑动窗口,每一个脉冲为滑动步进,统计滑动窗口时间T1内脉冲个数并记录为n1数组。对于n1数组,以每一个脉冲为滑动步进以及每个脉冲为起始,来统计一个窗口时间T1的脉冲个数之差,并记录为n2数组。持续记录n2数组内的最大值n2max及n2max出现时刻,若最大值n2max满足,持续半个窗口时间T1内,无更大值出现,且产生T1的脉冲个数之差满足C倍的增长条件,并且n2max出现时刻之后脉冲个数保持半个窗口时间T1的平稳期(脉冲数变化不超过20%),则发出告警。
告警判断条件②、利用搜索转跟踪,带宽可能增大的规律。
对于确认时间Tmax内的脉冲,统计窗口时间Tmax内脉冲数最大脉冲幅度值PA_max,将脉冲幅度小于PA_max-ΔPA (副瓣剔除幅值)的脉冲全部剔除。然后,进行连续脉冲判断并统计每个连续脉冲序列中最大带宽。连续脉冲序列的定义为相邻脉冲TOA两两做差,若此时TOA之差小于判断脉冲连续阈值continuous_t,则判定脉冲连续,反之则判定脉冲不连续,记为下一个脉冲序列。统计每个连续脉冲序列最大带宽,当连续3个脉冲序列的带宽与前一个连续脉冲序列的带宽差值大于ΔB,则发出告警。
告警判断条件③、利用搜索转跟踪,扫描间隔可能缩短的规律。
对于确认时间Tmax内的脉冲,统计窗口时间Tmax内脉冲数最大脉冲幅度值PA_max,将脉冲幅度小于PA_max-ΔPA (副瓣剔除幅值)的脉冲全部剔除。然后,进行连续脉冲判断,判断连续脉冲序列的定义为相邻脉冲TOA两两做差,若此时TOA之差小于判断脉冲连续阈值continuous_t,则判定脉冲连续,反之则判定脉冲不连续,记为下一个脉冲序列。当3个连续脉冲序列之间的间隔均小于当前连续脉冲间隔满足multiple倍关系,则进行告警。
告警判断条件④、利用搜索转跟踪,可能持续照射的规律。
对于确认时间Tmax内的脉冲,统计窗口时间Tmax内脉冲数最大脉冲幅度值PA_max,将脉冲幅度小于PA_max-ΔPA (副瓣剔除幅值)的脉冲全部剔除。之后进行连续脉冲判断,判断连续脉冲序列的定义为相邻脉冲TOA两两做差,若此时TOA之差小于判断脉冲连续阈值continuous_t,则判定脉冲连续,反之则判定脉冲不连续,记为下一个脉冲序列。当连续脉冲的连续时间大于continuous_th,则发出告警。
实施例1:
本实施例的雷达方向图仿真参数为:主瓣角度30°,旁瓣1角度15°,旁瓣2角度15°。搜索雷达参数为:搜索雷达一圈时间为3000000μs,搜索总时长12000000μs,带宽2MHz,重复周期2000μs。跟踪雷达参数为:跟踪雷达一圈时间为300000μs,持续总时长10000000μs,带宽5MHz,重复周期1000μs。
搜索转跟踪触发条件:条件①(判趋势)。图3显示脉冲数量随时间变化曲线。图4显示脉冲数量之差随时间变化曲线。从图4可以看出,本实施例的窗口期内脉冲数的变化,在极大值点进行告警,告警时间为11996000μs。
实施例2:
本实施例的雷达方向图仿真参数为:主瓣角度30°,旁瓣1角度15°,旁瓣2角度15°。搜索雷达参数为:搜索雷达一圈时间为3000000μs,搜索总时长12000000μs,带宽2MHz,重复周期2000μs。跟踪雷达参数为:跟踪雷达一圈时间为300000μs,持续总时长10000000μs,带宽5MHz,重复周期1000μs。
搜索转跟踪触发条件:条件②(带宽)与条件③(间隔)。由于搜索雷达与跟踪雷达的带宽在设置时明显满足条件③(ΔB设为2MHz)。图5显示未剔除副瓣前脉冲幅度随时间变化趋势。图6显示剔除副瓣后脉冲幅度随机变化趋势。从图6可以看出,跟踪雷达3个连续脉冲序列之间的间隔均小于之前搜索连续脉冲间隔的multiple(设为2/3)倍,此时进行告警的时刻为12931000μs。
实施例3:
本实施例的雷达方向图仿真参数为:主瓣角度80°,旁瓣1角度15°,旁瓣2角度15°。搜索雷达参数为:搜索雷达一圈时间为3000000μs,搜索总时长12000000μs,带宽2MHz,重复周期2000μs。跟踪雷达参数为:跟踪雷达带宽2MHz,重复周期500μs,持续照射。
搜索转跟踪触发条件:条件④(连续照射时间)。图7显示未剔除副瓣前脉冲幅度随时间变化趋势。图8显示剔除副瓣后脉冲幅度随机变化趋势。从图8可以看出,跟踪雷达连续脉冲的连续时间大于continuous_th(本实施例设为1s)。
Claims (1)
1.一种基于靶机平台的侦察设备告警方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1、上位机进行预设参数加载;
步骤2、进入搜索阶段,根据步骤1的预设参数进行频段搜索扫描及空域搜索扫描;切换本振,在每个本振点进行天线阵面的切换,完成空域搜索扫描,将每个本振点驻留时间设为T0,以及记录每个本振点驻留时间内的脉冲个数;
频域搜索扫描及空域搜索扫描结束后,统计脉冲个数最多的频段及空域,同一本振点中取脉冲幅度最大的空域作为目标空域;并对脉冲个数大于N_num0的频段信号进行预警;
步骤3、进入确认阶段,对步骤2中记录的频段和空域依次进行观测,持续接收PDW数据,完成对雷达PDW数据是否处于跟踪状态的确认,直至接收时间到达确认时间Tmax;只要满足下述多个判断条件中的任意一个条件则进行告警;Tmax结束后则切换到下一个等待确认的频段,并记录Tmax内的PDW数据;直到所有频段完成确认,重新切换回搜索阶段,重复搜索阶段和确认阶段的过程;
上述确认阶段的具体判断进程如下:
判断进程3.1、对于最长确认时间Tmax内的脉冲,以T1为滑动窗口每一个脉冲为滑动步进,来统计滑动窗口时间T1内脉冲个数并记录为n1数组;对于n1数组,以每一个脉冲为滑动步进以及以每个脉冲为起始,来统计一个窗口时间T1的脉冲个数之差,并记录为n2数组;
如果当前窗口是最后一个滑动窗口,则执行判断进程3.3;如果当前窗口不是最后一个滑动窗口,则执行判断进程3.2;
判断进程3.2、更新n2数组脉冲数差值最大值max;
持续记录n2数组内的最大值n2max及n2max的出现时刻,若最大值n2max满足,持续半个窗口时间T1内,无更大值出现,且产生n2max的脉冲个数之差满足C倍的增长条件,并且n2max时刻之后脉冲个数保持半个窗口T1的平稳期,则发出告警;反之则回到判断进程3.1;
判断进程3.3、对于确认时间Tmax内的脉冲,统计窗口时间Tmax内脉冲数最大脉冲幅度值PA_max,并将脉冲幅度小于PA_max-ΔPA的脉冲全部剔除;接着对剩余脉冲中相邻脉冲TOA两两作差;
如果相邻脉冲TOA差值 大于脉冲连续阈值continuous_t,则判定此处脉冲不连续,记为下一个脉冲序列,并执行判断进程3.4;如果相邻脉冲TOA差值≤脉冲连续阈值continuous_t,则判定剩余脉冲连续,并记录连续脉冲的连续时间,若连续脉冲的连续时间大于continuous_th,则发出告警;
判断进程3.4、记录连续脉冲序列的个数、连续脉冲序列的最大带宽以及连续脉冲时间间隔;首先,如果连续3个脉冲序列的最大带宽与前一个连续脉冲序列的最大带宽差值大于ΔB,则记flag1=1;接着,如果连续3次的连续脉冲时间间隔与前一个连续脉冲间隔满足multiple倍关系,则记flag2=1;
若flag1或flag2为1,则进行告警;反之则回到搜索阶段。
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