CN117368867A - 一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统 - Google Patents

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CN117368867A CN202311496128.7A CN202311496128A CN117368867A CN 117368867 A CN117368867 A CN 117368867A CN 202311496128 A CN202311496128 A CN 202311496128A CN 117368867 A CN117368867 A CN 117368867A
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Abstract

本发明公开一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统。本发明实施例首先筛选当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中的有效方向分辨单元，进而确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围，在后续的计算中无需对所有区域进行计算，减小了计算规模，并且在边界特征点计算过程中采用并行计算的方式，提高了计算速度。

Description

一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统
技术领域
本发明涉及雷达实时闭环射频仿真技术领域，特别是涉及一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统。
背景技术
导弹是一次性打击武器，不可能完全依靠实弹打靶对其整弹、组件的性能进行验证。其中，雷达导引头是导弹实现精确制导的核心传感器，雷达导引头工作性能可以通过机载挂飞试验验证，但机载条件无法完全模拟导弹在高空高速机动飞行条件下的弹道特性，仅能进行部分功能性验证。雷达导引头性能以及导弹精确制导性能的考核需要依靠微波暗室环境下的实时闭环射频仿真系统(Hardware-in-the-loop Radio FrequencySimulation System,HL-RFSS)，通过大量的仿真实验来对雷达导引头的性能以及导弹精确制导性能进行评估。HL-RFSS的核心设备之一就是雷达实时闭环场景回波射频信号模拟器(Radar Echo RF Signal SimulatorforReal-Time andClosed-Loop，RERFSS-RTCL)。
现代先进的精确制导导弹，采用高抛弹道增加射程，具有高空高速机动特性，并在中制导和末制导阶段采用基于主动相控阵雷达的多模式制导方式，主动相控阵雷达天线波束均向下照射，具有天线波束照射方向矢量变化速度快，且和导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量高度耦合的特点，主动相控阵雷达天线波束照射区域范围变化较快。同时，主动相控阵雷达天线全波束(包含主瓣、旁瓣、背瓣)照射的区域为大范围场景，主动相控阵雷达天线接收到的回波信号为场景射频回波信号。考虑场景回波模拟逼真度高、实时性高以及工程规模可控的需求，需要雷达实时闭环场景回波射频信号模拟器(RERFSS-RTCL)基于数字储频(Digital Radio FrequencyMemory,DRFM)体制和网格映像法，实时模拟出主动相控阵雷达天线接收到的全波束照射区域范围的地/海场景射频回波信号，配合HL-RFSS完成对弹载主动相控阵雷达的成像、测高、搜索、跟踪、识别等性能以及导弹精确制导性能的评估。
但是，对于不同的雷达系统参数、导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量、当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，主动相控阵雷达天线全波束照射区域的有效范围不同，上述参数都是以系统仿真节拍(≤1ms)为间隔进行变化的。因此对主动相控阵雷达天线全波束有效照射区域范围进行实时搜索就成为雷达实时闭环场景回波射频信号模拟器(RERFSS-RTCL)的关键技术。
传统的波束照射区域实时搜索方法仅考虑雷达天线主瓣波束照射区域，且不考虑搭载雷达平台本身在进行高速机动过程中的姿态变化，并不考虑雷达天线安装角、雷达天线在弹体上的安装位置与弹体质心位置的差异。在上述条件下，雷达天线主瓣波束在基准图坐标系下的照射区域呈现椭圆形或圆形，且以仿真节拍(≤1ms)作为间隔时，雷达天线主瓣波束照射区域变化较小。因此传统的波束照射区域实时搜索方法在单核心嵌入式处理器上即可满足实时性要求，且雷达实时闭环场景回波射频信号模拟器应用雷达天线主瓣波束照射区域进行回波计算的响应时间快、计算规模小。
但是需要雷达实时闭环场景回波射频信号模拟器进行高精度回波实时模拟时，需要考虑高空高速机动弹载主动相控阵雷达天线全波束(包含主瓣、旁瓣、背瓣)在基准图坐标系下的照射区域。且雷达系统参数、导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量、当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，是以系统仿真节拍(≤1ms)为间隔变化的。主动相控阵雷达天线全波束照射区域范围大、变化快，进而导致实时搜索效率低，最终因计算规模过大导致实时闭环场景回波射频信号模拟器应用主动相控阵雷达天线全波束照射区域进行回波计算的响应时间慢的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统，以提高实时闭环场景回波射频信号模拟器应用主动相控阵雷达天线全波束照射区域进行回波计算的响应速度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，所述方法包括如下步骤：
获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围；
根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系；
根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围；
根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量；
采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点；
基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索系统，所述系统应用于上述的方法，所述系统包括：
信息获取模块，用于获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围；
映射关系确定模块，用于根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系；
有效方向分辨单元确定模块，用于根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围；
子区域划分模块，用于根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量；
并行计算模块，用于采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点；
映射模块，用于基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算程序，所述处理器执行所述计算程序时实现上述的方法。
一种处理器可读存储介质，其上存储有计算程序，该程序被处理器执行时实现上述的方法。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明实施例首先筛选当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中的有效方向分辨单元，进而确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围，在后续的计算中无需对所有区域进行计算，减小了计算规模，并且在边界特征点计算过程中采用并行计算的方式，提高了计算速度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的天线阵面坐标系示意图；
图3为本发明实施例提供的天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系转换过程的示意图；
图4为本发明实施例提供的弹体坐标系到弹体惯性坐标系转换过程的示意图；
图5为本发明实施例提供的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中参与回波计算的独立计算区域的8个边界特征点示意图；
图6为本发明实施例提供的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量对应的方向向量与地面交点的示意图；
图7为本发明实施例提供的边界特征点确定的流程图；
图8为本发明实施例提供的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围示意图；
图9为仅考虑一级独立计算区域的条件下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界；
图10为本发明实施例提供的采用传统方法得到的全波束照射区域特征点示意图；
图11为本发明实施例提供的雷达接收机瞬时动态范围内的全波束照射区域特征点示意图；
图12为采用本发明实施例提供的方法仅考虑一级独立计算区域处理后的地面照射区域边界特征点；
图13为采用本发明实施例提供的方法仅考虑一级独立计算区域处理后的地面照射区域；
图14为本发明实施例提供的弹体惯性坐标系到基准图转换过程的示意图；
图15为考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域的条件下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界；
图16为采用本发明实施例提供的方法考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域处理后的地面照射区域边界特征点；
图17为采用本发明实施例提供的方法考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域处理后的地面照射区域。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法及系统，以提高实时闭环场景回波射频信号模拟器应用主动相控阵雷达天线全波束照射区域进行回波计算的响应速度。
本发明实施例提供一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，所述方法包括如下步骤：
获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围。
根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系。
根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围。
根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量。
采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点。
基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
本发明实施例的公式中设置的参数含义如表1所示。
表1参数对照表
如图1所示，本发明实施例的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法包括如下步骤：
S1，初始化基本参数，包括天线阵面安装位置、天线阵面安装角；预加载雷达天线方向图数据。
S2，获取导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量、当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量、雷达系统参数。
S3，基于导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量、当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系。
S4，根据上述映射关系和雷达系统参数(包含雷达作用距离、雷达发射信号参数、雷达接收机瞬时动态范围)获得当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围。
S5，针对当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围，面向多片多处理核心嵌入式处理器，提出并行高效的边界特征点搜索方法。
S6，根据当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系以及当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界特征点，确定基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
S1步骤方法包括：
初始化基本参数，包括天线阵面安装位置，天线阵面安装角；预加载雷达天线方向图数据。基本参数和预加载数据在所有的仿真周期都是固定的，故在仿真开始前将所有基本参数初始化并且预加载数据。
S2步骤方法包括：
获取导弹位置信息、弹体姿态信息、导弹速度矢量、当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量、雷达系统参数。该步骤所述参数会在每个仿真周期更新一次，故在每个仿真周期开始前从外部接收所有所述参数。
S3步骤方法包括：
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量定义为当前时刻主动相控阵雷达天线波束中心指向与波束宽度共同限定的角度范围内所有方向分辨单元的集合。波束宽度最大为全波束宽度，最小为主瓣波束宽度。方向分辨单元定义为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射最小分辨方向矢量，具体由设定的方向分辨率限定的角度范围，及其唯一对应的归一化平均增益系数构成。归一化平均增益系数来自于当前时刻主动相控阵雷达天线波束中心指向唯一对应的雷达天线方向图数据。方向分辨率由方位角分辨率和俯仰角分辨率构成，单位为度，具体为天线阵面坐标系下定义的方位角的最小分辨角度和俯仰角的最小分辨角度。
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在数学表现形式为一个二维矩阵。矩阵的行定义为方向分辨率中的方位角，矩阵的列定义为方向分辨率中的俯仰角，元素为设定的方向分辨单元对应的归一化平均增益系数。
在接收到当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量信息后，确定当前时刻波束中心指向，根据当前时刻波束中心指向读取对应的雷达天线方向图数据。
天线阵面坐标系，记为OanXanYanZan，如图2所示。该坐标系的坐标原点为天线阵面相位中心，YanOanZan面为天线阵面所在平面，Xan轴指向天线阵面法线方向，Yan轴垂直于Xan轴并指向第三象限，第三象限朝上；Zan轴与XanYan轴满足右手法则。
天线阵面坐标系中的方位角定义为天线阵面坐标系中以天线阵面坐标系原点为起点的任意向量在XanOanZan平面上的投影与Xan轴的夹角，范围是-90°～+90°，从相控阵前端尾部向前看，向量指向左方方位角为正，即偏向Zan轴负轴方向为正；
天线阵面坐标系中的俯仰角定义为天线阵面坐标系中以天线阵面坐标系原点为起点的任意向量与XanOanZan平面的夹角，范围是-90°～+90°，从相控阵前端尾部向前看，向量指向在上方为正，即指向Yan轴正向为正。
定义为当前时刻主动相控阵雷达天线波束中心指向，其中符号θaz和/>分别代表当前时刻主动相控阵雷达天线波束中心指向在天线阵面坐标系下的方位角和俯仰角。
令当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中A点的方位角为θA，当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中A点的俯仰角为如图2所示，以天线阵面坐标系原点Oan为起点与A点构成的射线OanA可由天线阵面法线在XanOanZan平面旋转θA后，再在YanOanA平面旋转/>后得到的射线表示。
现定义A点在天线阵面坐标系下的坐标为Aan(xA,yA,zA)，坐标的公式表达如式(1)所示：
S3步骤中所述坐标系变换共包含以下部分，分别为：天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系、阵面安装/伺服坐标系到弹体坐标系、弹体坐标系到弹体惯性坐标系和弹体惯性坐标系到基准图坐标系
1、天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系步骤方法包括：
如图3所示，先将天线阵面坐标系OanXanYanZan绕OanYan轴顺时针旋转-θalana角，形成过渡坐标系OanX’YanZains。若某矢量在天线阵面坐标系OanXanYanZan中的分量为xan,yan,zan分量列阵为(xan,yan,zan)T则转换到坐标系OanX’YanZains后的分量列阵为：
式(2)中：
再将坐标系OanX’YanZains绕OanZains轴顺时针旋转角，组成阵面安装/伺服坐标系OainsXainsYainsZains。同样，得到：/>
式(4)中：
其中Ly(-θalana)为绕OanYan轴顺时针旋转过-θalana角的基元变换矩阵；为绕OanZ’轴顺时针旋转/>角的基元变换矩阵。
由以上推导可知，要将某矢量在天线阵面坐标系OanXanYanZan中的分量xan,yan,zan转换到阵面安装/伺服坐标系OainsXainsYainsZains中，只需联合式(2)和式(4)即可得到：
令
则式(6)又可以写成：
式中为天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系的坐标变换矩阵。将式(3)和(5)带入(7)中，则有：/>
2、从阵面安装/伺服坐标系到弹体坐标系步骤方法包括：
将阵面安装/伺服坐标系OainsXainsYainsZains的原点Oains在弹体纵轴上沿着OainsXains轴负向平移lanm的距离，转换为弹体坐标系OmXmYmZm，其中lanm表示天线相位中心相对于弹体质心的距离，表达式如式(10)所示：
由天线阵面坐标系→阵面安装/伺服坐标系和阵面安装/伺服坐标系→弹体坐标系可得到天线阵面坐标系→弹体坐标系的坐标变换矩阵，表达式如式(11)所示：
3、弹体坐标系到弹体惯性坐标系步骤方法包括：
弹体坐标系OmXmYmZm相对弹体惯性坐标系OgXgYgZg的方位，可用三个姿态角(称为欧拉角)来确定，分别为弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的偏航角θyaw、弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的俯仰角弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的滚转角γroll，弹体坐标系与弹体惯性坐标系之间的关系如图4所示：
图4中包含的弹体纵轴OmXm的铅垂面含义为：弹体纵轴OmXm在该平面上，且该平面的法向量与水平面平行；图中的弹体纵向对称面含义为：弹体纵轴OmXm在该平面上，且该平面与弹体坐标系的OmXmYm面共面。
弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的偏航角θyaw：导弹的纵轴OmXm在水平面上的投影与基准图坐标系OGXG轴或弹体惯性坐标系OgXg轴之间的夹角，由OgXg轴逆时针转至导弹纵轴的投影线时，弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的偏航角θyaw为正(转动角速度方向与OgYg轴的正向一致)，反之为负。范围为-180°～﹢180°。
弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的俯仰角导弹的纵轴OmXm与弹体惯性坐标系OgXgZg面之间的夹角，若导弹纵轴在弹体惯性坐标系OgXgZg面之上，则弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的俯仰角/>为正，反之为负。范围为-90°～﹢90°。
弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的滚转角γroll：导弹的OmYm轴与包含弹体纵轴OmXm的铅锤面之间的夹角，从弹体尾部顺着OmXm轴往前看，若OmYm轴位于铅锤平面右侧，弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的滚转角γroll为正(转动角速度方向与OmXm轴的正向一致)，反之为负，范围为。范围为-90°～﹢90°。
借助三个姿态角可以推导出弹体坐标系OmXmYmZm到弹体惯性坐标系OgXgYgZg的变换矩阵按照姿态角的定义，绕OmXm轴旋转γroll,绕OmZm轴旋转/>绕OmYm轴旋转θyaw，每一次旋转称为基元旋转。得到三个基元变换矩阵(又称为初等变换矩阵)。其中Lx(-γroll)为绕OmXm轴顺时针旋转-γroll角的基元变换矩阵；Ly(-θyaw)为绕OmYg轴顺时针旋转-θyaw角的基元变换矩阵；/>为绕OmZ’轴顺时针旋转/>角的基元变换矩阵。这三个基元变换矩阵的乘积，就是弹体坐标系到弹体惯性坐标系的坐标变换矩阵具体过程如下：
先将弹体坐标系OmXmYmZm绕OmXm轴顺时针旋转-γroll角，形成过渡坐标系OmXmY1’Z1’。若某矢量在弹体坐标系OmXmYmZm中的分量为xm,ym,zm，分量列阵为(xm,ym,zm)T，则转换到坐标系OmXmY1’Z1’后的分量列阵如式(12)所示：
式(12)中：
再将坐标系OmXmY1’Z1’绕OmY1’轴顺时针旋转-θyaw角，形成过渡坐标系OmX1’Y1’Zg，可得到如式(14)所示关系：
式(14)中，
最后将坐标系OmX’1Y1’Zg绕OmZg轴顺时针旋转角，即得到弹体惯性坐标系OgXgYgZg，相应的分量列阵存在如式(16)所示关系：
式(16)中，
由以上推导可知，要将某矢量在弹体坐标系OmXmYmZm中的分量xm、ym、zm转换到弹体惯性坐标系OgXgYgZg中，只需联合式(12)(14)和(16)即可得到式(18)：
令
则式(18)又可以写成：
式(20)中为弹体坐标系到弹体惯性坐标系的坐标变换矩阵。
将式(13)(15)(17)带入(19)中，则可得到式(21)
4、从弹体惯性坐标系到基准图坐标系之间的变换步骤方法包括：
我们将弹体惯性坐标系OgXgYgZg平移，使弹体惯性坐标系的原点Og与基准图坐标系原点OG重合，这就转换为基准图坐标系OGXGYGZG。根据基准图坐标系与弹体惯性坐标系的定义，以及他们之间的关系，基准图坐标系的OGXG轴与弹体惯性坐标系的OgXg轴是平行的，基准图坐标系的OGYG轴与弹体惯性坐标系的OgYg轴是重合的，即OgXgYg面与OGXGYG、OgYgZg面与OGYGZG都是共面的。因此只需要将弹体惯性坐标系的原点沿着Y轴平移，使得原点Og与基准图坐标系的原点OG重合即可。导弹是不断运动的，当前时刻导弹质心在基准图坐标系下的坐标为(xlm,ylm,zlm)，本发明专利的方法仅利用了当前时刻导弹质心在基准图坐标系中的Y轴分量，当前时刻导弹质心在基准图坐标系中的X轴分量和Z轴分量变化对搜索算法结果没有影响，因此可以始终假设当前时刻导弹质心在基准图坐标系下的位置为(0,ylm,0)而不影响搜索算法本身的计算结果。弹体惯性坐标系转换到基准图坐标系的关系如式(22)所示：
5、上述坐标系变换可以整合成一套变换方法，即为从天线阵面坐标系到基准图坐标系之间的变换，变换步骤方法包括：
从天线阵面坐标系OanXanYanZan转换到基准图坐标系OGXGYGZG的转换关系可以通过天线阵面坐标系→阵面安装/伺服坐标系→弹体坐标系→弹体惯性坐标系→基准图坐标系的转换顺序进行变换获得。
由于转换过程中存在旋转变换和平移变换，而传统的三维坐标系旋转矩阵整合出的整体变换矩阵过于复杂，无法形成一步到位对应关系，现使用四元数法确定坐标系变换关系，能够将全部变换公式整合到一起，形成一步到位对应关系。
假设天线阵面坐标系下一点的坐标为(xan,yan,zan)，该点在基准图坐标系下的坐标为(xG,yG,zG)，将天线阵面坐标系下的坐标变换到基准图坐标系下，则有如式(23)所示关系：
其中：E表示从天线阵面坐标系到基准图坐标系的转换矩阵，该矩阵由E1，E2，E3，E44个部分组成，其中：
E1表示从天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系的过渡矩阵。
E2表示从阵面安装/伺服坐标系到弹体坐标系的过渡矩阵。
E3表示从弹体坐标系到弹体惯性坐标系的过渡矩阵。
E4表示从弹体惯性坐标系到基准图坐标系的过渡矩阵。
由于E1、E3为旋转变换矩阵，E2、E4为平移变换矩阵，故天线阵面坐标系到基准图坐标系的变换过程可以经由两次欧式变换得到，且两次变换是线性的关系，则有如式(24)所示关系：
式(24)中E12表示从天线阵面坐标系到弹体坐标系的变换矩阵(四维)，E34表示从弹体坐标系到基准图坐标系的变换矩阵。
由式(25)、式(26)可推出从天线阵面坐标系到基准图坐标系的转换矩阵：
式(27)中：
式(28)中：
6、经由上述步骤所述的坐标系变换，可以得到基准图坐标系下的A点表达式，同时也可以得到天线阵面坐标系下任意一点在基准图坐标系下的表现形式，即式(24)为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系。
S4步骤方法包括：根据雷达方程，当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的回波功率可写成如式(30)所示形式：
式(30)中所示情况为收发共用天线，此时Gt≈Gr≈Gc，由此可将式(30)简化为式(33)：
式(33)也可表示为如式(34)所示形式：
其中，Gt为雷达天线增益(发射)；Gr为雷达天线增益(接收)；Pc为方向分辨单元的回波功率；h为雷达高度；为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在弹体惯性坐标系中的俯仰角；Gc为方向分辨单元对应的雷达天线增益；Pt为雷达发射功率；λ为雷达信号波长；σc为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的基准图上散射面元的后向散射截面积；Rc为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的基准图上的散射面元与主动相控阵雷达天线相位中心的距离。
式(34)中距离Rc的计算方法如下：
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在弹体惯性坐标系中的方位角θt定义在弹体惯性坐标系中，当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在XgOgZg平面上的投影与原点的连线与Xg轴的夹角，范围是-90°～+90°，从弹体尾部向前看，弹体纵轴指向左方方位角为正，即偏向Zg轴负轴方向为正；
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在弹体惯性坐标系中的俯仰角定义在弹体惯性坐标系中，当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量与XgOgZg平面的夹角，范围是-90°～+90°，从弹体尾部向前看，当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在上方为正，即偏向Yg轴正轴方向为正；
则当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中处的点与基准图交点的距离如式(35)所示：/>
由式(35)可将式(34)整理为式(36)：
在式(36)中，这里σc对所有方向分辨单元均设定为常数1m2，所以分量为一常数，故主要考虑/>分量计算。
计算正弦值时，需要先用天线阵面坐标系原点在基准图坐标系下的坐标(注：以下所说的全部坐标均为基准图坐标系下的坐标)O(x0,y0,z0)与当前时刻过天线阵面坐标系原点到基准图坐标系XGOZG面的垂线上模长为1的点的坐标BG(x1,y1,z1)，求得当前时刻过天线阵面坐标系原点到基准图坐标系XGOZG面的垂线的方向向量CG(x2,y2,z2)为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向向量中模长为1的点的坐标，由点CG与天线阵面坐标系原点可构成当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向向量/>规定θs为向量/>与向量/>之间的夹角，则有如式(37)所示关系：/>
由于θs与所求互为余角，并规定向量/>与向量/>均为单位向量，则式(37)又可变为式(38)：/>
式(38)中：
将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中每个方向分辨单元对应的归一化平均增益系数代入式(36)计算回波功率，之后利用设定好的回波功率门限值T保留对应的的回波功率高于回波功率门限值的方向分辨单元，生成当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围。
回波功率门限值的确定规则如下：
首先根据雷达系统参数中的雷达作用距离、雷达发射信号参数确定雷达最大搜索范围，计算最大搜索范围内每个方向分辨单元的回波功率，得到最大搜索范围内回波功率的最大值。
然后用最大搜索范围内回波功率的最大值减去雷达接收机瞬时动态范围(一般为50dB～70dB)确定最终保留的最小功率，即为上述回波功率门限值。
保留有效方向分辨单元规则如下：
定义对应的回波功率大于回波功率门限值的方向分辨单元为有效方向分辨单元；定义对应的回波功率小于或等于回波功率门限值的方向分辨单元为无效方向分辨单元。定义D(m,n)为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中m行n列处方向分辨单元对应的归一化平均增益系数。定义P(m,n)为代入当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中m行n列处方向分辨单元对应的归一化平均增益系数计算得到的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中m行n列处方向分辨单元对应的回波功率。其中m为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量矩阵的行数；n为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量矩阵的列数。现引入一个变量α定义为方向分辨单元对应的有效标志，α的取值为0或1；1代表该方向分辨单元为有效方向分辨单元，0代表该方向分辨单元为无效方向分辨单元。定义矩阵Def(m,n)为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围。矩阵的行定义为方向分辨率中的方位角，矩阵的列定义为方向分辨率中的俯仰角，元素为设定的方向分辨单元对应的有效标志。矩阵Def(m,n)中的所有元素初始值均设置为0。若P(m,n)＞T则认为该方向分辨单元为有效方向分辨单元，将Def(m,n)中该方向分辨单元对应的α的值设置为1；若P(m,n)≤T则认为该方向分辨单元为无效方向分辨单元，将Def(m,n)中该方向分辨单元对应的α的值设置为0。其中T为回波功率门限值。
S5步骤方法包括：
S5步骤定义了两级独立计算区域，通过计算独立计算区域的8个边界特征点，在S6步骤中可以求出每个独立计算区域对应的距离向边界和方位向边界。
S5步骤流程图见图7。
定义一级独立计算区域，包含固定范围的方位角和俯仰角，该区域表示俯仰角范围为m1～m2，方位角范围为n1～n2的一片区域，该区域内共包含(m2-m1)*(n2-n1)个方向分辨单元(规定m2＞m1，n2>n1)，该区域形状为矩形。划分一级独立计算区域的目的是找出子区域内参与回波计算的方向分辨单元范围。每个子区域内能够划分的一级独立计算区域数量取决于系统的硬件计算资源、计算时间和计算精度。其中硬件计算资源主要指的是处理核心的数量；计算时间指的是在满足系统实时性要求的情况下系统分配给该步骤执行的时间；计算精度指的是在子区域内的有效方向分辨单元数量与实际参与回波计算的方向分辨单元数量的比值。在一个子区域内的一级独立计算区域数量S1的范围为1＜S1＜k。其中k代表一个子区域内方向分辨单元的总数。
在系统的硬件计算资源不变的情况下，随着子区域内一级独立计算区域划分数量的增加，计算精度在不断提高，同时计算时间也在提高，为了保证系统的实时性，划分后的一级独立计算区域必须能够在系统规定的硬件计算资源和计算时间内完成计算，否则就需要降低一级独立计算区域的划分数量。
工程上，具体的一级独立计算区域数量S1需要在满足系统规定的硬件计算资源和计算时间内完成计算的条件下，一级独立计算区域数量S1尽量接近于k。
定义二级独立计算区域，该区域范围小于一级独立计算区域，该区域表示俯仰角范围为m3～m4，方位角范围为n3～n4的一片区域，该区域内共包含(m4-m3)*(n4-n3)个方向分辨单元(规定m4＞m3，n4＞n3)满足(m4-m3)＜(m2-m1),(n4-n3)＜(n2-n1)，该区域形状为矩形。
划分二级独立计算区域的目的是平衡计算量和计算精度。在一个一级独立计算区域内的二级独立计算区域数量S2的范围为1＜S2＜(m2-m1)*(n2-n1)。
在子区域内划分多个一级独立计算区域，计算每个一级独立计算区域内有效方向分辨单元的数量(用Np1来表示)。计算方法为统计每个一级独立计算区域对应的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围中归一化平均增益系数为1的方向分辨单元的个数(由上述定义可知当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围内元素的值只有0和1两种)，统计方法为累加该一级独立计算区域内存储的全部归一化平均增益系数，累加的结果即为有效方向分辨单元的数量。计算公式如式(40)所示：
Np1＝∑Def(m,n)(m1<m<m2)(n1<n<n2) (40)
定义有效率Pp为一个独立计算区域内有效方向分辨单元的数量占该独立计算区域内总方向分辨单元数量的比值。计算每个一级独立计算区域的有效率。一级独立计算区域的有效率计算公式如式(41)所示：
设定一级门限值T1，同时设定二级门限值T2。若一级独立计算区域的有效率高于一级门限值，则认为该一级独立计算区域为有效一级独立计算区域，该一级独立计算区域内所有方向分辨单元均为有效方向分辨单元，将该一级独立计算区域内每个方向分辨单元的有效标志设置为1(即α的值设置为1)，该一级独立计算区域内所有方向分辨单元全部参与回波计算；若一级独立计算区域的有效率小于或等于一级门限值，但高于二级门限值时，则在该一级独立计算区域内划分多个二级独立计算区域，计算每个二级独立计算区域的有效率；若一级独立计算区域的有效率小于或等于二级门限值，则认为该一级独立计算区域内所有方向分辨单元均为无效方向分辨单元，不参与回波计算。公式表达如式(42)，式(43)，式(44)所示：
Pp＞T1(有效) (42)
T2＜Pp≤T1(划分二级区域) (43)
Pp≤T2(无效) (44)
若二级独立计算区域的有效率大于一级门限值(也可以是单独设定的其他门限值)，则认为该二级独立计算区域为有效二级独立计算区域，该二级独立计算区域内所有方向分辨单元均为有效方向分辨单元，将该二级独立计算区域内的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围内所有元素对应的方向分辨单元的有效标志设置为1(即α的值设置为1)，该二级独立计算区域内所有方向分辨单元全部参与回波计算；若二级独立计算区域的有效率小于或等于一级门限值(也可以是单独设定的其他门限值)，则认为该二级独立计算区域内所有方向分辨单元均为无效方向分辨单元，不参与回波计算。
由上述计算规则可以得到多个参与回波计算的独立计算区域，提取每个独立计算区域的边界特征点。一级独立计算区域的边界特征点公式表达如式(45)所示：
二级独立计算区域的边界特征点公式表达如式(46)所示：
边界特征点定义如下：
如图5所示，参与回波计算的独立计算区域为矩形，为了描述该独立计算区域映射到基准图坐标系下的范围，可以通过计算矩形区域的4个顶点，以及4条边的中点共8个点来实现，其中，“中点”定义为矩形区域内任意两个顶点间直连线(不包含对角连线)的中间位置点，该点到两个顶点的距离相等，这8个点定义为边界特征点。
该步骤能够进行并行处理的原因如下：
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围在表现形式上为一个二维的矩阵，矩阵中每个元素是独立的，且由独立元素构成的子矩阵之间依然具有独立关系，同时各个子矩阵的处理过程之间无关联关系。因此，将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围对应的二维矩阵分为数个子矩阵分别独立处理，再将处理结果汇总。该处理结果与直接处理完整的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围对应的二维矩阵得出的结果完全一致，故该步骤能够进行并行处理。
该步骤能够进行并行处理的具体方法如下：
并行实现的一种具体表现形式为：根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域，每个子区域内的计算任务可以交由单独的处理器进行运算，故S5步骤内的全部计算流程均可以由独立的处理器单独完成，最后将求得的边界特征点汇总到一起，得到全部当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界特征点，其中，并行度为处理核心的数量。
S6步骤方法包括：
对于基准图坐标系下的照射区域使用距离和角度两个参数来描述，即确定照射区域距离基准图坐标系原点(雷达在基准图坐标系XGOZG面上的投影点)的最近和最远距离；确定照射区域相对基准图坐标系X轴方位向偏角的最大值和最小值。
分别计算上述8个边界特征点与基准图坐标系XGOZG面的交点，然后利用边界特征点与基准图坐标系XGOZG面的交点求得边界特征点与基准图坐标系XGOZG面的交点与基准图坐标系原点的距离和边界特征点与基准图坐标系XGOZG面的交点与基准图坐标系原点的连线相对X轴的偏角。利用8个边界特征点求得该区域相对基准图坐标系原点距离的最大值和最小值以及偏角的最大值和最小值，进而确定基准图坐标系下的照射区域边界。
当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向向量与基准图坐标系XGOZG面交点的计算方法如下：
令当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向向量由天线阵面坐标系中以天线阵面坐标系原点Oan为起点与A点构成的射线来表示，其中Oan与A点在天线阵面坐标系下的坐标分别为：Oan(0,0,0)，Aan(xA,yA,zA)。
通过当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，可以得到基准图坐标系下的天线阵面坐标系原点Oan点坐标Oan(x0,y0,z0)，基准图坐标系下的A点坐标AG1(x3,y3,z3)，其中AG(x4,z4)点为射线OanA与平面XGOZG的交点，位置关系如图6所示.
在基准图坐标系下，Oan与AG1点构成的直线方程如式(47)所示：
令yG＝0，即可求出射线OanA与平面XGOZG的交点AG点的坐标AG(x4,z4)，则由式(47)可推出式(48)：
式(48)中：
图8为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围，图9为仅考虑一级独立计算区域的条件下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界，图10为采用传统方法得到的全波束照射区域特征点，图10为采用传统方法考虑主动相控阵雷达天线全波束条件下搜索出的照射区域范围，图11为雷达接收机瞬时动态范围内的全波束照射区域特征点，图11为考虑雷达接收机瞬时动态范围指标的条件下搜索出的照射区域范围，图12为采用本发明实施例提供的方法仅考虑一级独立计算区域处理后的地面照射区域边界特征点，图12考虑雷达接收机瞬时动态范围指标的地面照射区域边界特征点，图12中的特征点为照射区域边界特征点，图13为采用本发明实施例提供的方法仅考虑一级独立计算区域处理后的地面照射区域，图13中的粗实线所规定的区域即为处理后的地面照射区域，细实线所规定的区域即为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中独立计算区域在地面上的映射，图15为考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域的条件下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围边界，图16为采用本发明实施例提供的方法考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域处理后的地面照射区域边界特征点，图16考虑雷达接收机瞬时动态范围指标的地面照射区域边界特征点，图16中的特征点为照射区域边界特征点，图17为采用本发明实施例提供的方法考虑一级独立计算区域和二级独立计算区域处理后的地面照射区域，图17中的实线所规定的区域即为处理后的地面照射区域。
本发明实施例提供一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索系统，所述系统应用于上述的方法，所述系统包括：
信息获取模块，用于获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围。
映射关系确定模块，用于根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系。
有效方向分辨单元确定模块，用于根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围。
子区域划分模块，用于根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量。
并行计算模块，用于采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点。
映射模块，用于基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算程序，所述处理器执行所述计算程序时实现上述的方法。
本发明实施例提供一种处理器可读存储介质，其上存储有计算程序，该程序被处理器执行时实现上述的方法。
基于上述实施例本发明的技术方案的有益效果为：
本发明为动态变化弹体波束照射区域实时搜索方法，其特点为考虑弹体姿态欧拉角、考虑雷达波束旁瓣波束、面向杂波模拟、低计算量。本发明与传统波束照射区域搜索方法对比具有如下有益效果：
1、传统的波束照射区域搜索方法并未考虑弹体与雷达的姿态，其使用的部分输入参数如：雷达波束中心指向会根据弹体与雷达的姿态变化而变化，在需要考虑弹体与雷达姿态的场景下无法使用，本发明可以在考虑弹体与雷达姿态的情况下实时计算各项参数，如：天线阵面法线指向、雷达波束中心指向等。
2、传统的波束照射区域搜索方法并未考虑旁瓣波束，在仅考虑主瓣的情况下照射区域面积较小，搜索照射区域难度较低。在考虑旁瓣时，照射面积大大增加，搜索照射区域的难度大大增加，传统的搜索方法无法确定旁瓣照射区域，导致其无法在考虑旁瓣的场景下使用。本发明可以在考虑旁瓣的情况下实时搜索雷达波束照射区域。
3、本发明的一种应用场景是进行雷达杂波模拟，杂波模拟需要考虑雷达波束旁瓣，同时对实时性有很高的要求，传统的波束照射区域搜索方法因为不考虑旁瓣而无法满足杂波模拟的技术需求。本发明可以在确定波束照射区域的基础上对回波参数进行实时计算，能够缓解现有技术中无针对杂波模拟技术需求的实时搜索算法。
4、传统的波束照射区域搜索方法无法确定旁瓣照射区域，若使用传统的方法搜索旁瓣照射区域，会搜索到未被旁瓣照射的区域，这会带来无用计算，同时影响系统的实时性。本发明能够确定旁瓣照射区域，减少未被旁瓣照射区域的计算量，在减小计算资源的情况下也能够满足系统的实时性要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围；
根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系；
根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围；
根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量；
采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点；
基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
2.根据权利要求1所述的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系为：
其中，(xG,yG,zG)为基准图坐标系下的坐标，(xan,yan,zan)为天线阵面坐标系下的坐标，E12表示从天线阵面坐标系到弹体坐标系的变换矩阵，E34表示从弹体坐标系到基准图坐标系的变换矩阵；
为天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系转换时绕Z轴的旋转角度；θalana为天线阵面坐标系到阵面安装/伺服坐标系转换时绕Y轴的旋转角度；lanm为天线阵面相位中心相对于弹体质心的距离；
θyaw为弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的偏航角；为弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的俯仰角；γroll为弹体坐标系相对于弹体惯性坐标系的滚转角。
(xlm,ylm,zlm)为当前时刻导弹质心在基准图坐标系下的坐标。
3.根据权利要求1所述的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围，具体包括：
根据当前时刻的雷达系统参数，计算回波功率门限值；
根据当前时刻的雷达系统参数，计算当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中每个方向分辨单元对应的回波功率；
确定对应的回波功率大于回波功率门限值的方向分辨单元为有效方向分辨单元；
确定矩阵Def(m,n)作为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围；其中，矩阵Def(m,n)的行定义为方向分辨率中的方位角，矩阵Def(m,n)的列定义为方向分辨率中的俯仰角，元素为设定的方向分辨单元对应的有效标志，矩阵Def(m,n)中的所有元素初始值均设置为0。
4.根据权利要求3所述的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，根据当前时刻的雷达系统参数，计算回波功率门限值，具体包括：
根据雷达作用距离和雷达发射信号参数确定雷达最大搜索范围；
计算雷达搜索范围内每个方向分辨单元的回波功率；
从每个方向分辨单元的回波功率中选取最大回波功率值；
计算最大回波功率值与雷达接收机瞬时动态范围的差值，作为回波功率门限值。
5.根据权利要求3或4所述的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，方向分辨单元的回波功率的计算公式为：
其中，Pc为方向分辨单元的回波功率；h为雷达高度；为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在弹体惯性坐标系中的俯仰角；Gc为方向分辨单元对应的雷达天线增益；Pt为雷达发射功率；λ为雷达信号波长；σc为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的基准图上散射面元的后向散射截面积；
为当前时刻过天线阵面坐标系原点到基准图坐标系XGOZG面的垂线的方向向量，/>为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向向量；
(x0,y0,z0)为当前时刻天线阵面坐标系原点在基准图坐标系下的坐标，(x1,y1,z1)为当前时刻过天线阵面坐标系原点到基准图坐标系XGOZG面的垂线上模长为1的点的坐标，(x2,y2,z2)为当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量中方向分辨单元对应的方向上模长为1的点的坐标。
6.根据权利要求1所述的面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索方法，其特征在于，所述采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点，具体包括：
在子区域内划分多个一级独立计算区域，计算每个一级独立计算区域的有效率；有效率定义为一个独立计算区域内有效方向分辨单元的数量占该独立计算区域内总方向分辨单元数量的比值；
判断一级独立计算区域的有效率是否大于一级门限值，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，则确定所述一级独立计算区域为有效一级独立计算区域，并计算所述有效一级独立计算区域的边界特征点；
若所述第一判断结果表示否，则判断所述一级独立计算区域的有效率是否大于二级门限值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则在所述一级独立计算区域内划分多个二级独立计算区域，计算每个二级独立计算区域的有效率；
判断二级独立计算区域的有效率是否大于一级门限值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则确定所述二级独立计算区域为有效二级独立计算区域，并计算所述有效二级独立计算区域的边界特征点；
子区域对应的边界特征点包括子区域内所有有效一级独立计算区域的边界特征点和所有有效二级独立计算区域的边界特征点。
7.一种面向姿态变化飞行载具波束照射区域搜索系统，其特征在于，所述系统应用于权利要求1-6任一项所述的方法，所述系统包括：
信息获取模块，用于获取当前时刻的导弹状态信息、雷达系统参数和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量；所述导弹状态信息包括：导弹位置信息、导弹姿态信息、导弹速度矢量，所述雷达系统参数包括雷达作用距离、雷达发射信号参数和雷达接收机瞬时动态范围；
映射关系确定模块，用于根据当前时刻的导弹状态信息和当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量，确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系；
有效方向分辨单元确定模块，用于根据当前时刻的雷达系统参数确定当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围；
子区域划分模块，用于根据并行度将当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量有效范围划分成对应数量的子区域；所述并行度为处理核心的数量；
并行计算模块，用于采用多片多处理核心嵌入式处理器并行计算多个所述子区域对应的边界特征点；
映射模块，用于基于当前时刻主动相控阵雷达天线波束照射方向矢量在基准图坐标系下的映射关系，确定每个所述子区域对应的边界特征点在基准图坐标系下对应位置点所围成的区域，作为基准图坐标系下的当前时刻主动相控阵雷达天线波束有效照射区域。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算程序，所述处理器执行所述计算程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种处理器可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。
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