[发明专利]基于分布式组网雷达系统的目标定位资源分配方法

权利要求书

1.一种基于分布式组网雷达系统的目标定位资源分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，确定分布式组网雷达系统对目标定位时误差的克拉美罗下界CRLB(p)：

其中，CRLB(·)表示克拉美罗下界，CRLB(·)是关于分布式组网雷达系统的功率分配向量p的函数，p＝[p₁,…,p_m,...,p_M]，p表示分布式组网雷达系统的功率分配向量，p_m表示第m个雷达发射站的发射功率，m＝1,2,...,M，M表示分布式雷达组网系统包含雷达发射站的总个数；u表示待定位的目标位置，J(u)表示待定位的目标位置u的Fisher信息矩阵，Tr(·)表示矩阵的迹，(·)^-1表示求逆运算，b表示J(u)的伴随矩阵的迹，A表示J(u)的行列式；

步骤2，根据所述分布式组网雷达系统对目标定位时误差的克拉美罗下界，设定分布式组网雷达系统对目标定位的初始功率分配优化模型；

s.t.P_min≤p_m≤P_max,m＝1,…,M

其中，表示M×1维的全1矢量，P_max表示每个雷达发射站的最大额定功率，P_min表示每个雷达发射站的最小待机功率，P_total表示分布式组网雷达系统中所有雷达发射站发射功率的总和；

步骤3，将所述分布式组网雷达系统对目标定位的初始功率分配优化模型进行凸松弛，得到凸松弛后的功率分配优化模型：

min b^Tp-η(p^TAp)

s.t.P_min≤p_m≤P_max,m＝1,…,M

其中，表示自修正参数值；s.t表示约束条件；

步骤4，求解所述凸松弛后的功率优化模型，得到分布式组网雷达系统对目标定位的功率分配结果；

具体包括如下子步骤：

(4a)给定参数P_total、P_max、P_min的值；并设定分布式组网雷达系统的功率分配向量p的初值设定预估参数η的值；

(4b)求解凸松弛后的功率分配优化模型：

min b^Tp-η(p^TAp)

s.t.P_min≤p_m≤P_max,m＝1,…,M

得到分布式组网雷达系统的功率分配向量p的输出结果p_out，根据所述输出结果p_out计算修正参数η₁的值：

(4c)设置收敛参数ε，若|η₁-η|≤ε，则停止迭代，将p_out作为分布式组网雷达系统对目标定位的功率分配结果；

否则，令η＝η₁，返回子步骤(4b)，重新计算修正参数η₁的值，直到修正参数η₁满足条件|η₁-η|≤ε，并将最后一次迭代时计算得到的p_out作为分布式组网雷达系统对目标定位的功率分配结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式组网雷达系统的目标定位资源分配方法，其特征在于，步骤1具体包括如下子步骤：

(1a)所述分布式组网雷达系统设置于统一的直角坐标系下，所述分布式雷达组网系统包含M个雷达发射站，N个雷达接收站，以及待定位的目标，且第m个雷达发射站的坐标记为第n个雷达接收站的坐标记为所述待定位的目标位置记为u＝(x,y)；

第m个雷达发射站到目标的距离记为第n个雷达接收站到目标的距离记为第m个雷达发射站与目标之间的方位角记为第n个雷达接收站与目标之间的方位角记为

(1b)将关于所述待定位的目标位置u的误差先验条件概率密度函数记为：

其中，σ_ω表示分布式组网雷达系统内部噪声的方差，接收信号矩阵r＝[r_1,1,r_1,2,…r_m,n,...,r_M,N]，r_m,n表示第n个雷达接收站接收到的经目标反射后的第m个雷达发射站的信号，α_m,n为衰减因子，且p_m表示第m个雷达发射站的发射功率，h_m,n表示第n个雷达接收站从目标接收第m个雷达发射站的信号时的雷达散射截面积；

(1c)根据所述待定位的目标位置u的误差先验条件概率密度函数，得到待定位的目标位置u的Fisher信息矩阵J(u)；

其中，E{·}表示求期望运算，表示求导运算，ln表示对数运算；

(1d)根据所述待定位的目标位置u的Fisher信息矩阵J(u)，确定分布式组网雷达系统对目标定位时误差的克拉美罗下界CRLB(p)：

其中，b＝(d+e)，A＝de^T-qq^T，第一中间变量d＝[d₁,…,d_m,...,d_M]^T，第二中间变量e＝[e₁,…e_m,...,e_M]^T，第三中间变量q＝[q₁,…q_m,...,,q_M]^T，且：

其中，d_m表示第一中间变量d的第m个元素，e_m表示第二中间变量的e第m个元素，q_m表示第三中间变量q的第m个元素，ξ_m为一常量，其中，β_m表示第m个雷达发射站发射信号的带宽，c表示光速。