[發明專利]基于角度搜索的多機載雷達協同探測航路規劃方法

有效

• 申請號: 201710181563.9
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107014384B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 王彤;王婷婷;陳金銘
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S13/87
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于角度搜索的多機載雷達協同探測航路規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，設定多機載雷達的協同探測區域，所述協同探測區域內有N部載機，每部載機上設置一個機載雷達，第i部載機的位置記為(x_i,y_i)，且i＝1,2,…,N，第i部載機的探測范圍為：以第i部載機的位置(x_i,y_i)為圓心，以R_i為半徑的圓形區域，R_i為第i部載機上的機載雷達的最大作用距離；將所述N部載機的位置信息和速度信息分別存儲于位置矩陣P和速度向量V中；

令迭代次數n＝1，搜索步長l＝1，i＝1；且n＝1,...,num，l＝1,...,L，i＝1,...,N；num為總的迭代次數，L為總的搜索步長，N為載機的總個數；

步驟2，記點E為第i部載機的當前位置，第i部載機的速度方向水平向右，點F為第i部載機在△t時間內直線飛行所到達的位置，點E與點F之間的距離記為最小直飛距離，點G為第i部載機在△t時間內以最小轉彎半徑向上轉彎所達到的位置，點H為第i部載機在△t時間內以最小轉彎半徑向下轉彎所達到的位置，從而得到第i部載機在△t時間內所能達到的所有位置組成的圓弧GH；其中，△t為載機由當前節點飛往下一節點的路程中所需要的時間；

步驟3，將圓弧GH平分為M段，則在圓弧GH上有個M+1節點，將所述M+1個節點作為第i部載機在下一時刻所能達到的位置，計算第i部載機在下一時刻飛往所述M+1個節點中的每個節點時對應的飛行代價，并選取飛行代價最小的一個節點作為第i部載機在下一時刻的位置，并得到第i部載機下一時刻位于飛行代價最小的一個節點時的位置和速度方向；

步驟4，令i的值加1，并重復執行步驟2和步驟3，直到i＝N，得到N部載機在下一時刻分別對應的飛行代價最小的一個節點，以及每部載機下一時刻位于飛行代價最小的一個節點時對應的位置和速度方向；

步驟5，設置臨時位置矩陣P_cur和臨時速度向量V_cur，將步驟4得到的N部載機下一時刻位于飛行代價最小的一個節點時對應的位置和速度方向分別存儲于所述臨時位置矩陣P_cur和臨時速度向量V_cur中；

步驟6，令迭代次數n的值加1，并重置i＝1，依次重復執行步驟2至步驟5，直到n＝num，并將此時步驟5中所述臨時位置矩陣P_cur的位置信息存儲于位置矩陣P中，將此時步驟5中所述臨時速度向量V_cur的速度方向信息存儲于速度向量V中；

從而所述位置矩陣P中記錄的N部載機的位置信息即為此輪迭代得到的N部載機在下一時刻分別對應的位置，所述速度向量V中記錄的N部載機的速度信息即為此輪迭代得到的N部載機在下一時刻分別對應的速度方向；

步驟7，令搜索步長l的值加1，并重置i＝1，迭代次數n＝1，依次重復執行步驟2至步驟6，直到l＝L，完成L個搜索步長的多機載雷達協同探測航路規劃過程。

2.根據權利要求1所述的一種基于角度搜索的多機載雷達協同探測航路規劃方法，其特征在于，R_i為第i部載機上的機載雷達的最大作用距離，其表達式為：

其中，P_t表示雷達系統峰值功率，G表示天線增益，λ表示電磁波波長，σ表示目標散射截面積，k表示波爾茲曼常數，T₀表示標準室溫，B表示接收機帶寬，F表示噪聲系數，L表示雷達自身損耗，(S/N)_omin表示最小可檢測門限。

3.根據權利要求1所述的一種基于角度搜索的多機載雷達協同探測航路規劃方法，其特征在于，步驟2中，第i部載機在△t時間內從當前位置到達圓弧GH上時，還存在如下角度關系：

θ＝2α

其中，θ為第i部載機沿弧線從點E飛到點G所轉過的角度，α為線段EF與線段EG之間的夾角，即位置偏轉角，為第i部載機從點E沿弧線飛到點G速度方向變化的角度，即速度偏轉角。