[發明專利]一種被動式多雷達認知跟蹤中節約雷達節點資源的方法

有效

• 申請號: 201710578541.6
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107576958B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 易偉;孫偉;王祥麗;徐璐宵;孔令講;謝明池;袁野
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發明公開了一種被動式多雷達認知跟蹤中節約雷達節點資源的方法。本發明首先對被動式多雷達系統中的隨機信號進行平均化處理，獲得一個新的貝葉斯克拉美羅界作為跟蹤性能的評判標準，然后以系統預設的跟蹤精度為約束條件，極小化總的雷達節點數為目標函數，建立一個基于節點選擇的背包問題，之后提出一種有效的啟發式算法求解該背包問題，它有效地解決了在實際應用中通過窮盡搜索算法求解復雜度較高或難以求解的問題，最后根據最優節點選擇結果，通過粒子濾波完成目標跟蹤，從而實現了滿足系統要求的跟蹤精度的同時節約雷達節點資源，進而能完成更多的其他任務的目的。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，特別涉及多雷達認知跟蹤中的資源管控技術。

背景技術

最近，多雷達系統使用多個節點實現特殊的任務。對比傳統的單雷達，多雷達系統顯示出很多優點，比如波速分集，空間分集，復用增益等。使用雷達，聲吶和視頻傳感器進行目標跟蹤的典型實際應用越來越多。為了實現高的跟蹤精度，必須最大化利用系統資源。但是，在實際中系統的資源總是有限的。所以，資源意識設計就是利用有限的資源實現最大化的雷達的潛能，是很重要的和獲得了很多關注。

節點選擇是最重要的資源意識問題之一。由于帶寬，傳輸速率，通信代價等的限制，僅僅有很少幾部雷達能被同時使用。除此之外，多任務分配能被實現通過選擇部分節點去完成特殊的任務。在已發表的文獻中，幾個關于節點選擇的問題已被解決。在文獻“Sensor selection in distributed multiple radar architectures forlocalization:a knapsack problem formulation,”IEEE Trans.Signal Process.,vol.60,no.1,pp.247–260,Jan.2012”中，一個次優子集選擇方法被提出去實現目標定位，但是這種方法的實現僅限于目標定位領域。在文獻“Sensor selection based ongeneralized information gain for target tracking in large sensor networksIEEE Trans.Signal Process.,vol.,62,no.2,pp.363–375,Jan.2014”中，實現了跟蹤目標領域的節點選擇方案，但是考慮的是分配節點達到最大的跟蹤性能。

另外，雖然節點選擇能被實現在主動式雷達和被動式雷達系統，但是近幾年后者受到更多關注。被動式雷達系統顧名思義這系統僅僅接受信號。代替主動發射信號，被動式雷達系統被動地接受來自監視區域中的非相關的機會信號和目標反射的信號。由于在被動式雷達系統中無需發射信號，所以它有低花費，隱蔽性強和操作在寬頻帶不受其他信號干擾的能力等優點。因此，在被動式雷達系統中節點選擇操作是有重大意義和更符合實際應用。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種被動式多雷達認知跟蹤中節約雷達節點資源方法，同時解決雷達系統自身隱蔽性弱、雷達節點使用受限及浪費不必要的雷達節點資源的技術問題。

為了方便描述本發明的內容，首先對以下術語進行解釋：

術語1：被動式雷達系統：

顧名思義被動式雷達系統是一個僅僅接受信號而不主動發射信號的雷達系統。它通過被動的接受從目標反射的電磁輻射信號(如廣播、電視等發射的信號)進行工作的。

術語2：EBCRLB：

EBCRLB為expected Bayesian Cramer-Rao lower bound的縮寫，中文名字為平均貝葉斯克拉美羅界，它被用作為一種性能評判標準，本發明采用它作為跟蹤精度的下界。

術語3：背包問題：

背包問題(Knapsack problem)是一種組合優化的NP完全問題。它的最優解可能需要很大的計算復雜度或難以求出。