[发明专利]一种基于三维网格的雷达探测仿真方法

说明书

本发明提出一种基于三维网格的雷达探测仿真方法，包括空间离散、雷达探测预处理和探测目标三个步骤。本方法针对位置固定不发生变化的雷达，提前将雷达探测范围转化为三维网格集合，并赋予体现探测能力的RCS值，仿真过程中目标判断所在的网格是否被雷达覆盖，然后通过RCS值比较，判断是否被雷达发现。由于雷达方程的计算通过提前计算将结果放入网格数据中，仿真过程中目标去网格查数据并判断，将原来的雷达与目标的两两交互计算变为目标对网格数据的查询与判断，而且网格数据已经提前计算得到，仿真过程中的计算量由原来的m×n次雷达方程计算并概率判断，转变为目标的n次查询与判断，能够降低仿真过程中的计算量，有利于提高仿真效率。

技术领域

本发明属于雷达探测仿真技术领域，具体涉及一种基于三维网格的雷达探测仿真方法。

背景技术

雷达探测仿真是对雷达探测过程的抽象描述与虚拟实验，在虚拟战场、兵棋系统、自动驾驶、大气检测等领域具有广泛应用。现有的雷达探测仿真普遍是基于雷达方程的雷达实体与目标实体之间的计算，雷达方程如下所示：

其中，P_t是雷达功率，G_t是雷达发射天线增益，λ是雷达波长，Δf是带宽，F_n是噪声系数，k是波尔兹曼常数，T₀是以绝对温度表示的接收机噪声温度，(SNR)_min是最小可检测信噪比，L是总损耗系数，σ是目标RCS(雷达散射截面)，R_max表示目标与雷达的最大探测距离。一般雷达部署后，其本身固有的参数是确定的。

实际雷达对目标的探测发现都具有一定概率，Swerling目标起伏模型建立了探测概率P_d与虚警概率P_f和信噪比SNR的关系，如下所示：

虚警概率P_f在雷达设计时就已确定，通常为定值。然后，当P_d为雷达最大探测距离处的可靠探测概率(P_d＝P_d0)时，SNR就是最小可检测信噪比(SNR)_min。所以，雷达探测仿真的一般过程是将雷达实体与目标实体之间的距离R_max离和目标的RCS值σ代入雷达方程，计算得到当下对目标探测的信噪比，然后再根据Swerling模型计算得到此时的探测概率。一般确定雷达可靠发现目标的探测概率为0.9，然后判断雷达是否发现目标采用如下规则:

若该探测点的雷达探测概率P_d0.9，则为可靠探测，即称雷达发现目标；若0.5P_d0.9，则产生一个(0,1)的随机数η，如果ηP_d，则认为发现目标，否则就没有发现目标。若P_d0.5，探测不稳定，此时认为雷达没有发现目标。

综上，现有的雷达探测仿真是雷达实体与目标实体之间的两两交互计算，假设仿真场景中有m部雷达，n个目标，则需要计算m×n次雷达方程并概率判断，随着实体规模的上升计算量是o(m×n)，在有加速仿真和快速样本训练的条件下，此种雷达探测仿真方法将成为影响仿真计算的效率的瓶颈。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种基于三维网格的雷达探测仿真方法，以解决现有雷达仿真方法面对实体规模上升条件下，仿真计算量增长影响仿真计算效率的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于三维网格的雷达探测仿真方法，该雷达探测仿真方法包括如下步骤：

S1、空间离散