[发明专利]基于无源传感器协同的雷达组网辐射间隔优化控制方法

权利要求书

1.一种基于无源传感器协同的雷达组网辐射间隔优化控制方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：飞机编队中所有飞机都装载了机载相控阵雷达和无源传感器，雷达组网包括N部机载相控阵雷达，无源传感器可以接收来自目标的辐射信号，并利用目标的辐射信号进行无源到达时间差TDOA定位；

步骤二：雷达组网对二维平面内的Q个分散分布的机动目标进行跟踪，据此构造目标的运动模型；

步骤三：获取机动目标跟踪时目标状态估计误差的BCRLB，用来衡量机动目标下一时刻的预测跟踪精度；

步骤四：构建雷达组网辐射间隔优化控制模型，在保证所有目标跟踪精度的前提下可以使得雷达组网在跟踪过程中的雷达辐射次数最少；

步骤五：对辐射间隔优化控制模型进行求解。

2.根据权利要求1所述的基于无源传感器协同的雷达组网辐射间隔优化控制方法，其特征在于，步骤一中，飞机编队中所有飞机都装载了机载相控阵雷达和无源传感器，雷达组网包括N部机载相控阵雷达，无源传感器可以接收来自目标的辐射信号，并利用目标的辐射信号进行无源到达时间差TDOA定位，具体如下为：

机载雷达组网的所有飞机平台上均装载无源传感器，(x_i,y_i)为第i部无源传感器的位置坐标，其中1≤i≤N，k时刻目标q和各部无源传感器之间的距离为：

其中，为k时刻目标q的位置；假设无源传感器1为主站，其余无源传感器为辅站，k时刻目标q辐射的信号到达主站和到达各个辅站之间的时间差为：

其中，c为电磁波传播速度；将式(1)代入式(2)中可以得到：

上式为N-1个双曲线方程，根据双曲线的焦点可以确定k时刻目标q的位置；将作为无源传感器组网观测模型的观测值，观测模型可表示为：

其中，是非线性转移函数，且为k时刻无源传感器组网对目标q的量测误差，是均值为零，方差为的高斯白噪声，可计算为：

其中，为的观测误差的标准差，为和的相关系数。

3.根据权利要求1所述的基于无源传感器协同的雷达组网辐射间隔优化控制方法，其特征在于，步骤二中，雷达组网对二维平面内的Q个分散分布的机动目标进行跟踪，据此构造目标的运动模型，具体如下为：

在二维平面中有Q个分散分布的机动目标，第q个目标的运动模型可以描述为：

其中，q＝1,...,Q，是目标q在k时刻的状态向量，和分别为目标q在k时刻的位置和速度，F表示目标状态转移矩阵，机动目标的运动轨迹由匀速模型和协调转弯模型构成，对应的目标状态转移矩阵可分别表示为：

匀速运动模型:

协调转弯模型:

其中，T表示观测时间间隔，ω表示转弯因子；W^q表示目标q的过程噪声，可以假设为均值为零，方差为Q^q的高斯白噪声，Q^q可以表示为：

其中，为目标q的过程噪声强度。

4.根据权利要求1所述的基于无源传感器协同的雷达组网辐射间隔优化控制方法，其特征在于，步骤三中，获取机动目标跟踪时目标状态估计误差的BCRLB，用来衡量机动目标下一时刻的预测跟踪精度，具体如下为：

根据目标q各模型预测概率和目标状态预测值，得到k时刻目标q状态的预测为：

其中，为k-1时刻目标q状态的BIM，和分别为k时刻雷达i对目标q量测噪声协方差矩阵和雅克比矩阵的预测值，F^j表示目标模型j的状态转移矩阵，Q^q为过程噪声的方差，为模型j的预测概率，为雷达分配指标，表示k时刻雷达i对目标q进行照射，表示k时刻雷达i对目标q不进行照射；

对目标q状态的预测BIM求逆可以得到k时刻目标q的预测BCRLB：