[發明專利]一種復雜電磁環境下電磁輻射態勢感知預測方法及系統

有效

• 申請號: 202110454302.6
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113158524B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 李堯堯;蔡少雄;胡蓉;曹成;蘇東林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

1.一種復雜電磁環境下電磁輻射態勢感知預測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.給定態勢感知預測場景：多個編隊飛行的飛機在固定空域執行飛行任務，受到來自海面的多個艦船上裝載天線發射信號的干擾，需要對每個飛機的感知功率進行預測，作為飛機的態勢感知預測結果；

S2.設置編隊飛行時每個飛機的經度、緯度、飛行高度和俯仰角，并建立每個飛機的局部坐標系，確定飛機經度、緯度在局部坐標系中坐標的映射關系；

S3.設置每個飛機上接收天線相對于飛機的位置和方向，同時設置每個艦船上發射天線相對于艦船的位置和方向；

S4.從天線的遠場方向圖中提取出天線遠場增益數據；

S5.根據飛機編隊飛行時的路徑規劃，生成每個時刻i的飛機位置和方向；

S6.生成區域網格頂點上的場強分布，其中海拔高度H₀上的平面網格剖分采用矩形結構網格或三角形網格；

S7.計算每個艦船上的發射天線對計算區域內每個接收位置的空間損耗L；

S8.生成在仿真時刻上的每個艦船的位置和方向，并刷新計算區域內的各個網格頂點上的電場分布，通過矢量分析得到每個艦船i在各個網格頂點j上的發射天線增益，并對區域內的場分布隨仿真時刻的推進進行動態顯示；

S9.計算每個艦船Ti在指向飛機的接收位置Rk方向上的發射天線增益以及計算每個飛機Rk在指向每個艦船的發射位置Ti方向上的接收天線增益

S10.計算每個飛機Rk收到的艦船Ti的接收功率疊加每個飛機上的接收功率得到每個飛機的感知功率

2.根據權利要求1所述的一種復雜電磁環境下電磁輻射態勢感知預測方法，其特征在于：所述步驟S2包括：

設置編隊飛行時每個飛機的經度Lon_i、緯度Lat_i、飛行高度H_i和俯仰角α_i；

建立每個飛機的局部坐標系，每一個飛機的局部坐標系以該飛機的中心點坐標作為原點，并以u、w、v三個向量所在方向作為坐標軸，其中向量u表示飛機的飛行方向，向量w表示飛機的機背方向，向量v＝u×w；

建立態勢感知預測場景的全局坐標系，以預測場景左下角作為全局坐標系的原點O，設原點O的經度為Lon₀，緯度Lat₀；

設任一飛機在全局坐標系下的坐標為R₅(x_i,y_i,z_i)，則x_i、y_i、z_i與經度、緯度和高度的映射關系為：

x_i＝111000cos((Lon_i-Lon₀)*rad)；

y_i＝40000cos((Lat_i-Lat₀)*rad)；

z_i＝H_i；

其中，H_i為飛機的飛行高度；rad＝π/180。

3.根據權利要求1所述的一種復雜電磁環境下電磁輻射態勢感知預測方法，其特征在于：步驟S4所述的天線包括飛機上的接收天線和艦船上的發射天線：

所述飛機局部坐標系為球面坐標系，對于飛機上的接收天線，增益數據是基于飛機局部坐標系上的二維角度網格；每個網格點上都有對應的增益G_R；首先構建增益G_R隨球坐標系坐標值變換的二維插值函數其中，θ為接收天線在全局坐標系下方位角，為接收天線在全局坐標系下傾斜角；

對于艦船上的發射天線，首先為艦船構建局部坐標系，該坐標系以艦船中心為原點，并以u′、w′、v′三個向量所在方向作為坐標軸，其中u′軸方向為艦船航行方向，w′軸垂直于艦船甲板方向向上，向量v′＝u′×w′；同理，將發射天線的增益數據是基于艦船局部坐標系的二維角度網絡，每個網格點都有對應的增益G_T，構建增益G_T隨球坐標系坐標值變換的二維插值函數θ為發射天線在全局坐標系下方位角，為發射天線在全局坐標系下傾斜角。