[發明專利]一種分布式飛行雷達平臺的航跡規劃方法

有效

• 申請號: 202210153345.5
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114485676B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 孫國皓;江秀強;季袁冬;鐘蘇川;姚瑞琦
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S7/40
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 張迪

發明屬于分布式雷達的航跡規劃領域，特別涉及一種分布式飛行雷達平臺的航跡規劃方法。本發明通過選擇幾何精度因子作為定位性能，并通過接收信號回波計算檢測性能，以及將檢測性能與定位性能分別加權后作為MADDPG算法的獎勵，并基于優化目標建立MADDPG算法；可以在航跡規劃時兼顧檢測性能以及定位性能；同時因為在航跡規劃時考慮了航跡對雷達檢測性能以及定位性能的影響，因此使用本發明規劃的航跡可以在目標及雷達平臺位置實時變化的場景中達到預期的高性能。

技術領域

本發明屬于分布式雷達的航跡規劃領域，特別涉及一種分布式飛行雷達平臺的航跡規劃方法。

背景技術

目前，分布式飛行雷達平臺大多用于對地海目標進行檢測及定位，其主要任務為：以廣域復雜地圖為背景依靠多平臺協同檢測及定位，通過離線訓練形成智能空間構型，經在線訓練得到最優策略(航跡)，分布式飛行雷達平臺按照策略飛行，實現在地圖雜波信息的干擾下對指定任務目標的檢測及定位，并飛行至目標位置。

現有的針對分布式雷達的航跡規劃多為靜態或瞬時動態環境下的，即目標的位置較為固定且回波信息不影響雷達的檢測位置；其僅通過對接收回波進行濾波提高檢測及定位性能，不會考慮航跡對檢測及定位性能的影響；目前基于深度強化學習的空間構型優化技術僅針對目標與雷達平臺的空間位置關系進行優化，通過訓練達到避障及飛行到指定目標位置的效果；兩種技術在高動態的復雜地海環境中實現目標的高性能檢測及定位都面臨很大挑戰?，F有的基于深度強化學習的空間構型優化技術因為實際應用通常會忽視目標的檢測及定位性能，檢測性能即在雜波中準確提取目標回波的能力，定位性能即對目標的定位準確度，實際場景中雷達平臺與目標的距離遠近及位置關系等因素都會影響其檢測及定位性能，從而影響構型優化結果，因此構型優化結果無法適用于真實的地圖環境。

現有的針對分布式飛行雷達平臺的航跡規劃技術并沒有考慮平臺與目標之間，因為相對位置時變對檢測性能及定位性能的影響；即當平臺在不斷接近目標的動態過程中，發射及接收到的信號也會隨之變化，導致檢測及定位性能的變化；因此現有的航跡規劃方法在目標及雷達平臺位置實時變化的場景中表現不好。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的航跡規劃技術，在目標及雷達平臺位置實時變化的場景中很難達到預期的高性能的問題，提供一種分布式飛行雷達平臺的航跡規劃方法。

本發明的第一方面提供一種分布式飛行雷達平臺的航跡規劃方法，包括如下步驟：

S1.獲取環境信息以及目標信息，使用目標回波信號模型得到目標回波信號幅度，并將所有環境回波信號疊加得到雜波信號幅度；

S2.將目標回波與環境回波疊加得到接收信號回波，計算雷達平臺的檢測性能；以及，計算雷達平臺的幾何精度因子并作為雷達平臺的定位性能；

S3.將所述檢測性能與所述定位性能作為MADDPG算法的獎勵，根據雷達平臺的物理特性建立雷達平臺飛行軌跡的約束條件；

S4.基于所述獎勵以及所述約束條件建立MADDPG算法，并對所述MADDPG算法進行離線訓練；

S5.將雷達平臺的初始位置、目標位置范圍輸入至訓練好的MADDPG算法中；訓練好的MADDPG算法在雷達平臺的飛行過程中與環境交互，得到分布式雷達平臺的航跡。

可以理解的是，雷達平臺的物理特性可以包括：雷達平臺的加速度、速度、轉彎速率、飛行高度等。

進一步的是，所述S3中，將所述檢測性能與所述定位性能作為MADDPG算法的獎勵，包括：

計算檢測權重，將所述檢測權重與所述檢測性能作為檢測獎勵r₂，r₂＝w₁f₁；其中，w₁為檢測權重，f₁為檢測性能；