[發(fā)明專利]一種適用于RSN在目標跟蹤任務中的波形優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110543132.9
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113238219B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 梁菁;羅子涵;沈曉峰;徐澤楷;黃霞飛;敬芳菲
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G06F17/11;G06F17/16
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權代理有限公司 51230
• 代理人: 陳仕超

1.一種適用于RSN在目標跟蹤任務中的波形優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將N臺雷達部署在待探測空間，執(zhí)行對單個目標的跟蹤任務，雷達發(fā)射機發(fā)射任意數(shù)字信號對目標進行照射，發(fā)射信號經(jīng)過待測目標反射后由雷達接收機接收，經(jīng)過匹配濾波器后獲得k時刻關于目標運動狀態(tài)的量測信息；

步驟2：第n個雷達通過接收機中的貝葉斯濾波器對目標運動狀態(tài)x＝[x,y,z,v_x,v_y,v_z]^T進行估計，得到相應的估計值和狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣

其中，x為目標在笛卡爾坐標系下x軸的位置坐標，y為目標在笛卡爾坐標系下y軸的位置坐標，z為目標在笛卡爾坐標系下z軸的位置坐標，v_x為目標在笛卡爾坐標系下x軸向的速度，v_y為目標在笛卡爾坐標系下y軸向的速度，v_z為目標在笛卡爾坐標系下z軸向的速度，T表示轉置操作，[x,y,z,v_x,v_y,v_z]表示由x,y,z,v_x,v_y,v_z組成的行向量，[x,y,z,v_x,v_y,v_z]^T表示行向量的轉置，即表示由x,y,z,v_x,v_y,v_z組成的列向量；

步驟3：雷達將各自對目標的狀態(tài)估計信息反饋到融合中心，融合中心接收到所有雷達的目標狀態(tài)估計值和狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣后，依據(jù)序貫濾波，對所有的狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣進行融合，得到一個考慮了所有雷達的全局狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣的維度與的維度一致，其中，表示第n個雷達的狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣；

步驟4：融合中心將k時刻融合的最后結果反饋給各個雷達中的濾波器評估器，用于指導k+1時刻的發(fā)射機波形的優(yōu)化；

步驟5：雷達中的濾波器評估器根據(jù)對當前時刻RSN所有雷達發(fā)射的波形參數(shù)進行評估，評估的定量指標是基于最大互信息熵準則產(chǎn)生的，稱為熵態(tài)，即熵態(tài)

其中，表示第k個時刻1號雷達發(fā)射的波形參數(shù)，以向量的形式表示；表示第k個時刻，N號雷達發(fā)射的波形參數(shù)，以向量的形式表示，det()表示計算行列式；

步驟6：將熵態(tài)G_k存入雷達中的短時記憶單元的同時，反饋給雷達發(fā)射機；

步驟7：雷達發(fā)射機接收k時刻從雷達接收機反饋過來的熵態(tài)G_k，同時取出存放在短時記憶單元中k-1時刻的熵態(tài)G_k-1，根據(jù)G_k相對于G_k-1的變化設計了一個即時獎勵函數(shù)r_k，若G_k小于G_k-1時，則給與一個正向獎勵，反之，則給予一個負向獎勵；

步驟8：根據(jù)即時獎勵更新狀態(tài)價值函數(shù)q_χ(s,a)，RSN發(fā)射波形參數(shù)a＝[θ¹,θ¹,...,θ^N],再按照波形選擇策略χ在以后的時刻進行發(fā)射波形參數(shù)的選擇，所能夠得到的長期期望獎勵，其中，s表示機動目標的運動狀態(tài)；

步驟9：根據(jù)更新后的狀態(tài)價值函數(shù)q_χ(s,a)更新波形的選擇策略χ，表示當目標處于狀態(tài)s時，更新后的策略χ會從波形庫中選擇長期期望獎勵最大的波形參數(shù)作為下一個時刻發(fā)射機所發(fā)射的波形；

所述步驟7中的即時獎勵函數(shù)為：r_k＝log(1+|G_k-1-G_k|)sign(G_k-1-G_k)；

其中，log表示以e為底的對數(shù)函數(shù)；sign(G_k-1-G_k)表示數(shù)學符號函數(shù)，G_k-1-G_k大于0，輸出1，G_k-1-G_k小于0，輸出-1，G_k-1-G_k等于0，輸出0；|G_k-1-G_k|表示G_k-1與G_k差值的絕對值。