[發明專利]基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法

在審

• 申請號: 202210137324.4
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114565027A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 王鈞;孫知信;孫哲;趙學健;胡冰;宮婧;汪胡青
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F17/15;G06F17/11
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明提供了一種基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法，首先對空中飛行目標的數據預處理；然后根據威脅因子構建貝葉斯網絡模型；對得到貝葉斯網絡中的聯合概率表達式求解得到定性因子威脅度；再多維度進行量化，得到了量化值和隸屬度函數；采用層次分析法計算主觀權重并采用熵權法計算客觀權重向量，最后用線性加權組合的方式求得最終的綜合威脅度因子的權重，加權得到最終的綜合威脅度。本發明對飛行目標的數據使用了定性分析與定量分析、主觀賦權與客觀賦權相結合的方法，結合隸屬度函數和貝葉斯網絡推理求解威脅度值，解決了現有評估方法中威脅因子選取不夠全面導致威脅度評估可信度較低且節點過多致使貝葉斯網絡的結構復雜的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法，屬于空防領域。

背景技術

空中飛行目標威脅度估計是空防領域中的研究熱點與難點之一，用于實現預警感知、威脅計算和威脅排序等，合理的目標威脅判斷能夠為指揮決策和作戰資源分配提供有效的幫助。近年來，針對威脅度評估的研究，國內外都開展了一些工作，但是還存在著大量問題。問題一，傳統的威脅度評估模型對威脅因子的選取不全面，大多選取速度、高度、徑向距離等可量化指標進行評估，最終導致威脅度的結果可信度太低。問題二，在采用貝葉斯網絡進行推理定性因子的威脅度時，由于節點狀態過多，推理的時間復雜度往往呈指數增長，導致錯失最佳的預警準備時間。問題三，對各個威脅因子進行賦權求和時，無法給各個威脅因子賦予合理的權重，導致最終的結果主觀性或者客觀性太強。

有鑒于此，確有必要提出一種新的基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法，以解決現有基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法中威脅因子選取不夠全面導致威脅度評估可信度較低且節點過多致使貝葉斯網絡的結構復雜的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于空中飛行目標雷達數據的威脅度評估方法，包括：

步驟1：通過雷達獲取空中飛行目標的各項數據并進行預處理，得到包括高度、速度、飛行角度、徑向距離的可直接量化因子和包括瞬時爬升率、瞬時加速度、飛行動作、目標類型的定型化因子；

步驟2：根據瞬時加速度，瞬時爬升率，戰術機動，飛行方向、目標類型五個威脅因子構建貝葉斯網絡，并引入威脅度、作戰能力、目標意圖、目標機動性作為參數，建立基于威脅度評估的貝葉斯網絡模型；

步驟3：對威脅度、作戰能力、目標意圖、目標類型、目標機動性、瞬時加速度、瞬時爬升率、戰術機動、航向角分別用變量Th、CA、AI、Tt、TM、MA、MR、Fm、FA表示，得到貝葉斯網絡中的聯合概率表達式，消元后求取目標機動性、目標意圖、作戰能力以及威脅度的最大后驗概率，將求解得到不同威脅度狀態的后驗概率值帶入求得定性因子威脅度Th_Bayes：

Th_Bayes＝p(W＝higher)×0.9+p(W＝high)×0.7+p(W＝middle)×0.5+p(W＝low)×0.3+p(W＝lower)×0.1；

步驟4：對飛行目標的飛行高度、速度、徑向距離、航向角四個維度進行量化，得到了飛機高度，速度，徑向距離、航向角的量化值和隸屬度函數，其中飛行速度的威脅度Th_v、飛行高度的威脅度Th_h、徑向距離的威脅度Th_d、飛行角度的威脅度Th_a；

步驟5：采用層次分析法計算飛行速度的威脅度Th_v、飛行高度的威脅度Th_h、徑向距離的威脅度Th_d、飛行角度的威脅度Th_a以及定性因子威脅度Th_Bayes的相對權重并進行一致性檢驗，若通過一致性檢驗，最終最大特征值對應的特征向量即為各威脅因子的主觀權重ω_sub：