[發明專利]一種結合狀態預測和粒子群優化的組網雷達天線配置方法

有效

• 申請號: 201810218028.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108256696B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 張天賢;汪子欽;王遠航;時巧;崔國龍;孔令講;楊曉波;易偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

本發明公開了一種動態環境下基于預測的組網雷達優化天線配置方法，該方法屬于雷達技術領域，具體涉及在動態環境下利用基于狀態預測的粒子群優化算法對組網雷達站點進行優化配置。本發明可以在動態戰場環境下，根據上一時刻的最優站點配置方案預測出新時刻雷達站點的大致位置，然后再用PSO方法求出實際的最優站點配置方案，可以有效減少計算時間和避免計算資源的浪費，快速獲得動態環境下各個時刻的雷達站點優化配置結果。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及在動態環境下利用基于狀態預測的粒子群優化算法對組網雷達站點進行優化配置。

背景技術

隨著綜合電子戰的發展，傳統的單獨工作雷達無法完成多種任務，自身的生存也成為急待解決的問題，且單部雷達無法與電子對抗系統抗衡。在這種情況下，多功能雷達組網應運而生。美國空軍和陸軍有關專家普遍認為，組網是最有希望的反隱身、抗干擾途徑。美陸軍已集中力量優先安排組網工作，以改進其監視和作戰能力，并研究將成熟的情報雷達網、制導雷達組網不斷改進和完善。

然而，組網雷達的性能很大程度上由其天線位置的分布決定，優化天線的位置，就能使得組網雷達性能明顯提升。近年來，粒子群優化算法(PSO)被應用于解決優化天線位置的問題。但是，之前的研究者只針對了單一環境下的組網雷達天線位置的優化問題進行研究，如果外部環境發生變化，則求出的最優站點配置方案可能就不再適用，就需要完全進行重新計算。但是在實際戰場中，環境的變化往往分為兩種，一種是毫無規律的隨機變化，另一種是有規律可循的變化。對于前一種變化，每次都完全重新計算確實是個可行的方法，但對于第二種來說，重新計算就會忽略掉環境之間的規律，這些規律可能在降低計算量方面有著很大的作用。如果我們能夠發現這些規律并在計算中將其合理利用，會使得尋找最優解的過程會變得更加簡單。

發明內容

本發明的目的是針對動態環境下優化組網雷達站點配置方案，研究設計一種基于預測的粒子群優化方法，解決在一段時間內，環境發生動態變化時，各時刻的雷達站點配置方法優化。

本發明的技術方案為：一種動態環境下基于預測的組網雷達優化天線配置方法，包括以下步驟：

步驟1、采用卡爾曼濾波的預測模型，根據t₁之前的多個時刻天線優化配置方案，預測出t₁時刻天線配置方案；

S1.1、針對t₁之前的多個時刻的環境，采用已有的天線優化配置方法求得每個時刻的最優天線配置方案；

S1.2、利用已確定時刻的最優天線配置方案，建立t₁-1時刻的狀態向量；

S1.3、利用t₁-1時刻狀態向量，采用卡爾曼濾波的預測模型，預測t₁時刻天線配置方案狀態向量；

步驟2、將粒子群優化算法的初始粒子群隨機初始化于預測的t₁時刻天線配置方案狀態向量周圍；

步驟3、用粒子群優化算法在變量空間中搜索求得最優天線配置方案；

首先建立用于存儲非支配粒子的外部檔案集，并從初始粒子群中挑選出互不支配的粒子存儲到外部檔案集，并隨機挑選一個粒子作為全局最優粒子，該粒子的位置為這里的支配指的是Pareto支配；每一個迭代周期更新所有粒子的速度和位置：