本發(fā)明涉及雷達探測技術，尤其涉及一種基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法。
背景技術：
：隨著網(wǎng)絡中心化的發(fā)展，不同平臺的協(xié)同探測成為一種普遍的趨勢。異類傳感器協(xié)同探測就是一種典型的協(xié)同模式(異平臺雷達和ESM的高精度協(xié)同估計方法，羅志鋒，《計算機與數(shù)字工程》2013，41(8)：1266-1267)。異類傳感器觀測數(shù)據(jù)坐標系不同、屬性不同。ESM(ElectronicSupportMeasure，電子支援措施)有方位信息和頻率信息，無距離信息，而雷達則既有方位信息也有距離信息。兩者在探測能力上各有所長：雷達探測精度高，但探測范圍小，而ESM探測精度相對較低，探測范圍廣。多源異類雷達協(xié)同探測將能結合兩者的優(yōu)勢，提高協(xié)同探測能力。然而，現(xiàn)有研究工作在多源異構雷達的協(xié)同探測調控方面，尚未形成適用工程實踐的方法。技術實現(xiàn)要素：發(fā)明目的：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法，該方法結合不同雷達各自的探測特點，設計協(xié)同探測的調控方法，提高了協(xié)同探測效能。本發(fā)明的研究工作得到了國家自然科學基金(61402426)與江蘇省自然科學基金(BK20160147，BK20160148)資助。技術方案：本發(fā)明所述的基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法包括以下步驟：(1)信息獲?。韩@取每個雷達r的X方向坐標Xr、Y方向坐標Yr、可探測最大角度ωr、可探測最大距離Dr和可探測最大高度Hr，獲取待偵查區(qū)域AREA的X方向坐標范圍[Xmin，Xmax]、Y方向坐標范圍[Ymin，Ymax]與Z方向坐標范圍[Zmin，Zmax]；(2)立體柵格劃分：以dx、dy與dz為標準距離，將偵察區(qū)域AREA劃分成N個立體柵格，編號分別為1、2、……、N；其中，設置px＝ceiling((Xmax-Xmin)/dx)，py＝ceiling((Ymax-Ymin)/dy)，pz＝ceiling((Zmax-Zmin)/dz)，則編號為m的立體柵格對應的立體柵格坐標為：Xm∈[Xmin+(mmodpx-1)*dx,Xmin+(mmodpx)*dx](1)Ym∈[Ymin+(ceiling((mmodpxpY)/px)-1)*dy,Ymin+ceiling((mmodpxpY)/px)*dy](2)(3)基于角度的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測角度小于或等于ωr的立體柵格集合Ωrω，即(4)基于距離的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測距離小于或等于Dr的立體柵格集合Ωrd，即(5)基于高度的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測高度小于或等于Hr的立體柵格集合Ωrh，即(6)雷達立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算同時滿足其探測角度、探測距離與探測高度的立體柵格集合Ωr，即Ωr＝Ωrω∩Ωrd∩Ωrh(7)(7)目標XY方向坐標計算：根據(jù)協(xié)同定位的ESM站a和ESM站b交叉定位目標t的方位角α和β以及俯仰角θa和θb，目標t的X、Y方向坐標記為Xt和Yt，ESM站a和ESM站b坐標分別為[Xa，Ya，0]、[Xb，Yb，0]，則根據(jù)下式推導出Xt和Yt取值：(8)目標Z方向坐標計算：根據(jù)推導出的Xt和Yt計算目標t的Z坐標Zt，其中(9)目標雷達集合推算：根據(jù)目標t的坐標值Xt、Yt和Zt，計算目標t所處的立體柵格編號m'，并推算包含m'的立體柵格集合的目標雷達集合ΨtΨt＝{r|m'∈Ωr}(10)(10)目標雷達集合排序：將目標雷達集合Ψt中的雷達首先按照距離目標t的距離由近到遠其次按雷達編號由小到大進行排序，排序結果記為ORD；(11)目標雷達選取：選取雷達排序ORD中排序第一的雷達r'；(12)目標雷達調度：調度雷達r'對目標t進行跟蹤。步驟(2)中立體柵格在X、Y、Z坐標下的標準距離結合具體應用場景要求確定。步驟(2)中的立體柵格在X、Y、Z坐標下的坐標值為dx、dy和dz的整數(shù)倍，在實際應用中可結合具體需求增加適當?shù)奈灰啤２襟E(3)(4)(5)分別根據(jù)角度、距離和高度要求計算每個雷達滿足的立體柵格集合，在實際應用中可增加其他的條件要求。步驟(6)針對每個立體柵格計算出滿足角度、距離和高度等要求條件下完成探索任務的雷達集合。步驟(9)根據(jù)目標t的位置，計算其所處的立體柵格m'，再推算出能夠覆蓋m'的所有雷達。有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點是：(1)提出的立體柵格劃分方法廣泛適用于陸、海、空、天域目標探測應用，具有通用性；(2)探測雷達集合的提出與應用有助于大力提升雷達資源的管理效率；(3)調度成本低廉，實現(xiàn)方法工程化，具有良好的工程應用前景?；诒景l(fā)明的基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法突破了傳統(tǒng)方法主要針對同種類型傳感器的局限性，增強了異類傳感器之間的協(xié)作能力，可以更好地完成輻射源目標識別任務。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個實施例的流程示意圖；圖2是雷達和偵察區(qū)域AREA的示意圖。具體實施方式本實施例提供了一種基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法，其針對多源異類雷達協(xié)同區(qū)域探測問題，基于立體柵格對區(qū)域內的各類探測跟蹤雷達進行評估，獲取每個標準立方體柵格滿足探測距離、角度和高度要求的探測雷達集合。獲取目標所屬柵格信息，調度該柵格的探測雷達集合中最接近的雷達進行探測跟蹤。本發(fā)明的基于立體柵格的多源異類雷達協(xié)同探測方法突破了傳統(tǒng)方法主要針對同種類型傳感器的局限性，增強了異類傳感器之間的協(xié)作能力，可以更好地完成輻射源目標識別任務。如圖1所示，本實施例包括以下步驟：S1、信息獲?。韩@取每個雷達r的X方向坐標Xr、Y方向坐標Yr、可探測最大角度ωr、可探測最大距離Dr和可探測最大高度Hr，獲取待偵查區(qū)域AREA的X方向坐標范圍[Xmin，Xmax]、Y方向坐標范圍[Ymin，Ymax]與Z方向坐標范圍[Zmin，Zmax]。例如，假設有3個可以調度控制的雷達，每個雷達的x坐標(Xr)、y坐標(Yr)、探測角度(ωr)、探測距離(Dr)和探測高度(Hr)等信息如下表所示：雷達rx坐標(Xr)y坐標(Yr)探測角度(ωr)探測距離(Dr)探測高度(Hr)130km40km360度37km30km220km20km360度37km30km340km20km360度37km30km各雷達均為360度全掃式，探測距離最遠37km。其次，待偵察區(qū)域AREA的x、y與z坐標范圍分別表示為[Xmin＝0km，Xmax＝60km]，[Ymin＝0km，Ymax＝60km]與[Zmin＝0km，Zmax＝0km]。每個立體柵格的長、寬與高分別固定為dx＝20km，dy＝20km與dz＝0。另外，假設有兩個協(xié)同定位的ESM，a和b，其坐標分別為[Xa＝-20km，Ya＝30km，0]，[Xb＝30km，Yb＝80km，0]。S2、立體柵格劃分：以dx、dy與dz為標準距離，將偵察區(qū)域AREA劃分成N個立體柵格，編號分別為1、2、……、N；其中，設置px＝ceiling((Xmax-Xmin)/dx)，py＝ceiling((Ymax-Ymin)/dy)，pz＝ceiling((Zmax-Zmin)/dz)，則編號為m的立體柵格對應的立體柵格坐標為：Xm∈[Xmin+(mmodpx-1)*dx,Xmin+(mmodpx)*dx](1)Ym∈[Ymin+(ceiling((mmodpxpY)/px)-1)*dy,Ymin+ceiling((mmodpxpY)/px)*dy](2)例如，接上例，可以將偵察區(qū)域AREA劃分成9個立體柵格，如圖2所示。S3、基于角度的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測角度小于或等于ωr的立體柵格集合Ωrω，即例如，接上例，三個雷達的滿足其探測角度要求的立體柵格集合為：Ω1ω＝Ω2ω＝Ω3ω＝{1-9}；S4、基于距離的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測距離小于或等于Dr的立體柵格集合Ωrd，即例如，接上例，每個雷達的滿足其探測距離要求的立體柵格集合為：Ω1d＝{1-6}，Ω2d＝{4,5,7,8}，Ω3d＝{5,6,8,9}。S5、基于高度的立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算探測高度小于或等于Hr的立體柵格集合Ωrh，即例如，接上例，每個雷達的滿足其探測高度要求的立體柵格集合為：Ω1h＝Ω2h＝Ω3h＝{1-9}。S6、雷達立體柵格集合計算：針對每個雷達r，計算同時滿足其探測角度、探測距離與探測高度的立體柵格集合Ωr，即Ωr＝Ωrω∩Ωrd∩Ωrh。(7)例如，接上例，同時滿足探測角度、探測距離與探測高度的每個雷達的立體柵格集合為：Ω1＝{4-9}，Ω2＝{1,2,4,5}，Ω3＝{2,3,5,6}S7、目標XY方向坐標計算：根據(jù)協(xié)同定位的ESM站a和ESM站b交叉定位目標t的方位角α和β以及俯仰角θa和θb，目標t的X、Y方向坐標記為Xt和Yt，ESM站a和ESM站b坐標分別為[Xa，Ya，0]、[Xb，Yb，0]，則根據(jù)下式推導出Xt和Yt取值：例如，接上例，根據(jù)公式(8)和兩個協(xié)同定位的ESM站a和b的＝[Xa＝-20km，Ya＝30km，0]，[Xb＝30km，Yb＝80km，0]，可以推導出Xt＝30km和Yt＝30km。S8、目標Z方向坐標計算：根據(jù)推導出的Xt和Yt計算目標t的Z坐標Zt，其中例如，接上例，根據(jù)公式(9)可以計算得到Zt＝0。S9、目標雷達集合推算：根據(jù)目標t的坐標值Xt、Yt和Zt，計算目標t所處的立體柵格編號m'，并推算包含m'的立體柵格集合的目標雷達集合ΨtΨt＝{r|m'∈Ωr}。(10)例如，接上例，根據(jù)目標t的坐標值Xt、Yt和Zt，計算目標t所處的立體柵格編號m'＝5，推算立體柵格集合包含m'的目標雷達集合Ψt＝{r1,r2,r3}。S10、目標雷達集合排序：將目標雷達集合Ψt中的雷達首先按照距離目標t的距離由近到遠其次按雷達編號由小到大進行排序，排序結果記為ORD。例如，接上例，將目標雷達集合＝中的雷達首先按照距離目標t的距離由近到遠其次按雷達編號由小到大進行排序，排序結果為ORD＝r1＜r2＜r3。S11、目標雷達選?。哼x取雷達排序ORD中排序第一的雷達r'。例如，接上例，從ORD中選擇排序第一的雷達r1。S12、目標雷達調度：調度雷達r'對目標t進行跟蹤。例如，接上例，調度雷達r1對目標t進行跟蹤。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實施例而已，不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明權利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。當前第1頁1 2 3