[發(fā)明專利]基于跟蹤精度可控的多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710310983.2
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN107167798B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易偉;孫偉;李洋漾;王祥麗;孔令講;謝明池;袁野
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/66
• 分類號(hào): G01S13/66
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開一種基于跟蹤精度可控的多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤方法，首先根據(jù)系統(tǒng)模型推導(dǎo)出BCRLB，然后在目標(biāo)處于不同監(jiān)視區(qū)域內(nèi)跟蹤精度不同的條件下，建立一個(gè)基于雷達(dá)節(jié)點(diǎn)選擇和功率分配的非線性約束的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，通過先松弛該優(yōu)化問題，之后提出Zoutendijk可行方向法求解該問題，最后根據(jù)最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇和功率分配的結(jié)果，通過粒子濾波完成目標(biāo)跟蹤；解決了傳統(tǒng)的多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中一味地極小化跟蹤精度造成資源浪費(fèi)的問題，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)實(shí)際中目標(biāo)的位置控制跟蹤精度進(jìn)而節(jié)約資源的目的；并且在系統(tǒng)可控跟蹤精度的條件下使用最少的雷達(dá)節(jié)點(diǎn)和功率資源完成跟蹤任務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中的資源管控技術(shù)。

背景技術(shù)

近幾年，多雷達(dá)系統(tǒng)使用多個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特殊的任務(wù)。對(duì)比傳統(tǒng)的單雷達(dá)，多雷達(dá)系統(tǒng)顯示出很多優(yōu)點(diǎn)，比如波速分集，空間分集，復(fù)用增益等。在多雷達(dá)系統(tǒng)合理的參數(shù)配置條件下，為了獲得更高的跟蹤精度，必須充分使用雷達(dá)系統(tǒng)資源。但是，在實(shí)際中雷達(dá)系統(tǒng)資源總是有限的。所以，資源意識(shí)設(shè)計(jì)就是利用有限的資源實(shí)現(xiàn)最大化的雷達(dá)的潛能，是很重要的和獲得了很多關(guān)注。

功率分配是處理資源意識(shí)設(shè)計(jì)最主要的問題之一，由于一些監(jiān)視區(qū)域的機(jī)載式的雷達(dá)使用電池裝備，所以它們有有限的功率資源。此外，功率分配也是在敵對(duì)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)低截獲率的軍事行動(dòng)中最重要的部分。另外，在大型雷達(dá)系統(tǒng)中，雖然有很多雷達(dá)可以使用，但是由于帶寬，傳輸速率，通信代價(jià)等限制，僅僅有很少幾部雷達(dá)能被同時(shí)使用。因此，在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中本發(fā)明要同時(shí)考慮功率分配和節(jié)點(diǎn)選擇。

雖然在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中節(jié)點(diǎn)選擇和功率分配的應(yīng)用在很多文獻(xiàn)中已有研究，但是在這些工作中有一個(gè)重要的問題需要處理。例如，在文獻(xiàn)“Joint beam selection andpower allocation for multiple target tracking in netted collocated MIMO radarsystem,”IEEE Trans.Signal Process.,vol.,64,no.24,pp.6417–6427,Dec.2016.”中波束選擇和功率分配在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中被考慮進(jìn)去了，但是它的資源分配的目的是達(dá)到最大的跟蹤性能，這很有可能超出了系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)要求的跟蹤精度進(jìn)而造成不必要的資源浪費(fèi)，更沒有考慮在實(shí)際中目標(biāo)處于不同的位置(即不同的監(jiān)視區(qū)域)，對(duì)目標(biāo)的跟蹤精度要求不同的問題。

為了方便描述，對(duì)以下術(shù)語進(jìn)行解釋：

術(shù)語1：Zoutendijk可行方向法

一種即可以求解線性約束還可以求解非線性約束的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題的方向搜索方法。

術(shù)語2：BCRLB

BCRLB為Bayesian Cramer-Rao lower bound的縮寫，中文名字為貝葉斯克拉美羅界，它被用作為一種性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明采用它作為跟蹤精度的下界。

術(shù)語3：功率分配

功率分配是指在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中合理分配各部雷達(dá)的功率去完成跟蹤任務(wù)。

術(shù)語4：節(jié)點(diǎn)選擇

節(jié)點(diǎn)選擇是指在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中合理地使用雷達(dá)系統(tǒng)中可以使用的雷達(dá)去完成相應(yīng)的跟蹤任務(wù)。

術(shù)語5：跟蹤精度可控

跟蹤精度可控是指在多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤中按照我們預(yù)設(shè)的跟蹤精度完成目標(biāo)跟蹤任務(wù)，它是相對(duì)于最大化跟蹤精度提出來的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提出了一種基于跟蹤精度可控的多雷達(dá)認(rèn)知跟蹤方法，首先根據(jù)建立的系統(tǒng)模型推導(dǎo)出BCRLB，然后在目標(biāo)處于不同監(jiān)視區(qū)域內(nèi)跟蹤精度不同的條件下，建立一個(gè)基于雷達(dá)節(jié)點(diǎn)選擇和功率分配的非線性約束的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)可控跟蹤精度的條件下使用最少的雷達(dá)節(jié)點(diǎn)和功率資源完成跟蹤任務(wù)。