[發明專利]一種基于分支定界法的多功能組網雷達任務規劃方法

有效

• 申請號: 201710845458.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107730085B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張天賢;王強;梁家棟;李雪婷;崔國龍;孔令講
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F9/48;G01S13/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發明公開了一種基于分支定界法的多功能組網雷達任務規劃方法。本發明采用樹形結構的分支定界法實現了對問題可行解的遍歷，同時引入剪枝操作，以顯著降低計算量。本發明能夠將具有不同參數及優先級的雷達任務規劃到雷達組網中的各個雷達單元中，同時保證各個雷達單元的負載均衡。現有的啟發式雷達任務規劃方法雖然也能完成雷達任務的規劃，但是只能得到次優解，而且計算代價很難估計，與現有啟發式方法相比，本發明得到的雷達任務規劃方案總代價更低。

技術領域

本發明涉及多功能組網雷達技術，特別涉及多功能組網雷達的雷達任務規劃技術。

背景技術

所謂雷達任務規劃就是將給定的雷達任務分配給特定的某個或多個雷達去執行。

隨著現代科學和技術的發展，作戰平臺面臨的威脅日益增多，其工作的電磁環境也日漸復雜，作戰平臺不得不配備越來越多的電子設備。尤其是機動平臺，如飛機、艦船等都必須同時裝備多種雷達，以應對偵查、干擾、探測等不同雷達任務。電子設備的增加不但要消耗大量的能源，占據更多的空間，而且削弱了作戰平臺的機動能力，增加了雷達目標反射面積，降低了現代電磁環境中武器裝備系統的抗干擾能力和作戰效能。隨著一體化電子技術的發展，可將多種雷達天線功能綜合到一個天線孔徑中，進行孔徑共享，實現了多功能雷達。

然而，傳統的單站多功能雷達由于受到隱身目標、反輻射導彈、低空目標以及綜合電子干擾的威脅，很難在現代電子戰中出色的完成雷達任務。與單站多功能雷達相比，多功能組網雷達可以利用空間分布的多樣性顯著地提高目標探測和信息獲取的性能。因此，對多功能組網雷達的研究受到了越來越多的關注。

由于要處理更多更復雜的雷達任務，因此針對多功能組網雷達，必須要有一個有效的雷達任務規劃方案才能夠充分提高雷達資源的利用率，凸顯多功能組網雷達在電子戰中的優勢。

組網雷達任務規劃是一種NP-難問題，對于在不同環境下的雷達任務規劃問題，已經有許多文章進行了研究。比如，文獻“Cylic task scheduling for multifunctionradar,IEEE Trans.Autom.Sci.Engr.vol.9,pp.529–537,Jul.2012.”中將貪婪算法與啟發式算法相結合，實現了將多個雷達任務規劃在多功能雷達中。然而，在雷達任務規劃問題中，啟發式方法只能得到次優解，且計算代價難以評估。

發明內容

本發明的主要技術內容是：針對多功能組網雷達的雷達任務規劃問題，提供一種基于分支定界法的雷達任務選擇與規劃方法，將多個不同參數的雷達任務規劃到組網雷達中的各個雷達單元中。

本發明的基于分支定界法的多功能組網雷達任務規劃方法，具體步驟為：

參數設置：為每個待規劃的雷達任務設置丟棄代價Cd_n、權重w_n、駐留時間d_n、釋放時間s_n和雷達任務可被規劃的截止時間為e_n，其中n為雷達任務標識符；以及每個雷達單元的時間軸長度均設置為L；

雷達任務選擇步驟：

將所有待規劃的雷達任務按照丟棄代價非增順序進行排列得到序列S；

將序列S中的每個雷達任務依次加入已選擇的雷達任務集合P中，其中集合P的初始值為空；

每移入一個雷達任務到集合P，則對集合P執行一次雷達任務規劃處理，得到雷達任務分配方案；

若當前雷達任務分配方案中，集合P中的所有雷達任務的開始執行時間不超過各自的截止時間為e_n，則規劃成功，并繼續加入下一個雷達任務到集合P中，直到序列S的最后一個雷達任務；否則規劃不成功，將當前移入的雷達任務從集合P中移出，并繼續加入下一個雷達任務到集合P中，直到序列S的最后一個雷達任務；

其中，對集合P的雷達任務規劃處理為：