一種雷達抗干擾效能實時評估方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達【技術領域】，尤其涉及一種雷達抗干擾效能實時評估方法：首先分析雷達在干擾環(huán)境下，雷達的技戰(zhàn)術指標變化，選取初始指標建立初始指標體系，然后通過粗糙集屬性約簡方法對初始指標體系進行約簡，建立最終評估效能時所用的基礎指標，建立基于模糊層次分析法的雷達抗干擾效能評估模型，通過Delphi算法，得到群決策矩陣，然后利用卡方最小二乘法對決策矩陣進行排序，構建最終的綜合權重向量，最終得到雷達的抗干擾效能結果。本發(fā)明較準確的評估了雷達的抗干擾效能，并利用干擾樣式識別算法能夠識別實時環(huán)境中的干擾方式，自動選擇對應的評估模型，計算雷達的抗干擾性能，能夠得到雷達在實時干擾環(huán)境下的性能損耗。
【專利說明】一種雷達抗干擾效能實時評估方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達【技術領域】，尤其涉及一種雷達抗干擾效能實時評估方法。
【背景技術】
[0002] 抗干擾性能是雷達系統(tǒng)的重要戰(zhàn)術技術指標之一，然而至今還沒有一個公認而通 用的衡量標準，大多數雷達工程師都是從定性的角度來說明或者描述系統(tǒng)的抗干擾性能， 而不能從定量的角度來全面描述。
[0003] 實際上對雷達系統(tǒng)的抗干擾性能評價是復雜、困難的。因為雷達系統(tǒng)的抗干擾性 能是在電磁干擾環(huán)境中體現出來的，全面準確地評價雷達系統(tǒng)的抗干擾性能，必然要涉及 到各種電磁干擾環(huán)境，而電磁干擾環(huán)境是非常復雜多變的。用一個或幾個指標或者從概念 上并不能系統(tǒng)的描述出雷達的抗干擾性能。從定性上給出的結論也是缺乏實際的試驗檢 驗。雖然有許多電子干擾措施和抗干擾技術措施，但是雷達系統(tǒng)的設計不可能采用所有的 抗干擾技術措施，也就不可能對抗所有的電子干擾樣式，故任何雷達系統(tǒng)都會受干擾，而在 干擾的環(huán)境中工作其性能都會有所下降。體現抗干擾性能的內在決定因素是雷達系統(tǒng)的有 關技術指標、體制和戰(zhàn)術使用，有的是為了改進雷達系統(tǒng)的性能而研究出來的，同時也成為 有力的抗干擾措施，而有些則主要是為了對付電子干擾而研究出來。大量關于干擾和抗干 擾【技術領域】的專門情報都屬于保密范圍，公開的分析和討論受到種種限制，因而很難在性 能評價上有統(tǒng)一的認識和標準。
[0004] 現有的抗干擾系統(tǒng)研究成果都是針對某一特定環(huán)境和某一特定雷達的抗干擾分 析，對選擇的指標體系形成某一個固定的權重分配，然而雷達的使用環(huán)境是變化的，干擾方 式也是隨著環(huán)境變化而變換的，無法準確的分析雷達在當前使用環(huán)境中的抗干擾效能。
【發(fā)明內容】
[0005] 為克服現有技術中不能實時評估雷達抗干擾效能的缺陷，本發(fā)明提供了一種雷達 抗干擾效能實時評估方法：首先分析雷達在干擾環(huán)境下，雷達的技戰(zhàn)術指標變化，選取初 始指標建立初始指標體系，然后通過粗糙集屬性約簡方法對初始指標體系進行約簡，建立 最終評估效能時所用的基礎指標，建立基于模糊層次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，FAHP)的雷達抗干擾效能評估模型，通過Delphi算法，得到群決策矩陣，然后利用 卡方最小二乘法對決策矩陣進行排序，構建最終的綜合權重向量，最終得到雷達的抗干擾 效能結果。
[0006] -種雷達抗干擾效能實時評估方法，包括如下步驟：
[0007]S1、通過分析，得到雷達系統(tǒng)的技戰(zhàn)術基本指標，確定初始指標體系Sp其中，Si包 括有效抗干擾改善因子，自衛(wèi)距離_X2，定位精度_X3，干擾壓制比_X4，抗欺騙性干擾有效 概率_X5，平均遺漏航跡改善因子_X6，平均錯誤航跡改善因子_X7，雷達抗干擾能力度量-x8， 識別跟蹤真目標的時間統(tǒng)計_X9，決策作戰(zhàn)及維修保障能力-X1(l，信號帶寬_Xn，雷達有效發(fā) 射功率_X12，雷達觀察扇區(qū)損失度改善因子_X13 ;
[0008] S2、根據S1所述初始指標體系Si對不同干擾環(huán)境下測得的原始指標數據基于 動態(tài)層次聚類的離散化方法對所述原始指標數據分別進行離散化，得到樣本矩陣S = <U，R，V，F>，其中，R = P U D，P = {a」i = 1，…，m}為條件屬性集，D = xv3r9jzsqg為決策屬性 集，U= {Xl，x2，…，xn}為論域，V為屬性值的集合，F為UXR -V，所述F是一個信息函數， 即指定U中每一個對象x的屬性值，ai (Xj)是樣本Xj在屬性ai上的取值，j = 1，2, 3, . . .，n， i = 1，2, 3,…，n ;
[0009] S3、根據標準化后的數據，求解分辨矩陣C，通過所述分辨矩陣C求解核Core，然 后確定評估指標體系Su，其中，Su為S1所述Si的屬性約簡結果，Su包括有效抗干擾改善因 子，自衛(wèi)距離-X2，定位精度-X3，干擾壓制比-X4，抗欺騙性干擾有效概率-X5，平均遺漏航 跡改善因子_X6，平均錯誤航跡改善因子-X7，雷達抗干擾能力度量-X8,識別跟蹤真目標的 時間統(tǒng)計_X9，決策作戰(zhàn)及維修保障能力_X1Q;
[0010] S4、根據層次分析法、粗糙集對S3所述評估指標體系Su進行精簡，建立指標空間；
[0011] S5、根據Delphi法對指標空間各準則下的元素集中的元素的兩兩關系進行偏好 打分，得到判斷矩陣Pi ;
[0012] S6、對S5所述判斷矩陣Pi進行變換，使所述Pi滿足滿意一致性，得到偏好矩陣p =(Pij)nXn ;
[0013] S7、根據最小二乘法，對S6所述偏好矩陣進行排序得到各目標下的單層次排序結 果，并得到最終評估指標的綜合權重所述綜合權重為：抗壓制干擾能力、抗欺騙干擾 能力、抗壓制干擾能力和抗欺騙干擾能力三種；
[0014] S8、利用基于決策樹的干擾識別技術，識別出環(huán)境中的干擾樣式，選取相對應的綜 合權重，并使用實測指標數據h，得到綜合抗干擾效能，具體為：
[0015] S81、預設門限T(x)，將信號的特征參數與門限T(x)進行比較判決，若信號特征參 數大于T(x)則為模式類別集A，若信號特征參數小于T(x)則為模式類別集B，所述模式類 別集A和模式類別集B為干擾樣式；
[0016] S82、根據S81所述干擾樣式判斷出信號屬于哪一類干擾，結合選擇相對應的S7所 述綜合權重，乘以相對應的實測指標數據〇 1，得到綜合抗干擾效能。
[0017] 進一步地，S4所述指標空間分為三層：
[0018] 第一層為目標層，所述第一層把雷達系統(tǒng)的抗干擾能力作為整個評估系統(tǒng)的目 標，第二層為準則層，所述第二層包含在雷達系統(tǒng)干擾能力中起決定性作用的因素，第三層 為指標層，包括：有效抗干擾改善因子，自衛(wèi)距離，定位精度，干擾壓制比，抗欺騙性干擾有 效概率，平均遺漏航跡改善因子，平均錯誤航跡改善因子，雷達抗干擾能力度量，識別跟蹤 真目標的時間統(tǒng)計和決策作戰(zhàn)及維修保障能力。
[0019] 進一步地，所述在雷達系統(tǒng)干擾能力中起決定性作用的因素具體為：抗壓制干擾 能力、抗欺騙干擾能力H 2和系統(tǒng)抗干擾能力H3。
[0020] 進一步地，S7所述的偏好矩陣進行排序具體如下：
[0021]S711、確定初始排序向量w(0) = [wJO),w2(0),…，wn(0)]T GD，其中， n D w ，w2，…，f | % > 〇，y e /; [ % = 1}，I = {丄，2，…，n}，所述 D 為需要求的排序 向量集合，設定起始迭代次數k = 0,設定迭代精度e = 0. 001，其中，w(0) = e/n，e = (1，1，…，1)T;
[0022] S712、計算第k次迭代時的迭代精度為
【權利要求】
1. 一種雷達抗干擾效能實時評估方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 通過分析，得到雷達系統(tǒng)的技戰(zhàn)術基本指標，確定初始指標體系Si,其中，Si包括有 效抗干擾改善因子-X1，自衛(wèi)距離-X2，定位精度-X3，干擾壓制比-X4，抗欺騙性干擾有效概 率-X5，平均遺漏航跡改善因子-X6，平均錯誤航跡改善因子-X7，雷達抗干擾能力度量-X8，識 別跟蹤真目標的時間統(tǒng)計-X9，決策作戰(zhàn)及維修保障能力-Xltl,信號帶寬-X11,雷達有效發(fā)射 功率-X12，雷達觀察扇區(qū)損失度改善因子-X13; 52、 根據Sl所述初始指標體系Si對不同干擾環(huán)境下測得的原始指標數據基于動態(tài)層 次聚類的離散化方法對所述原始指標數據分別進行離散化，得到樣本矩陣S= <U，R，V，F>， 其中，R=PUD，P= {a」i= 1，…，m}為條件屬性集，D= xv3r9jzsqg為決策屬性集，U= Ix1,X2，…，xj為論域，V為屬性值的集合，F為UXR-V，所述F是一個信息函數，即指定 U中每一個對象X的屬性值，Si (Xj)是樣本Xj在屬性Si上的取值，j= 1，2, 3, . . .，n，i= Iy2y3y· · ·yΓ1 ， 53、 根據標準化后的數據，求解分辨矩陣C，通過所述分辨矩陣C求解核Core，然后確定 評估指標體系Su，其中，Su為Sl所述Si的屬性約簡結果，Su包括有效抗干擾改善因子-X1, 自衛(wèi)距離-X2，定位精度-X3，干擾壓制比-X4，抗欺騙性干擾有效概率-X5，平均遺漏航跡改善 因子-X6，平均錯誤航跡改善因子-X7，雷達抗干擾能力度量-X8，識別跟蹤真目標的時間統(tǒng) 計-X9，決策作戰(zhàn)及維修保障能力-Xltl; 54、 根據層次分析法、粗糙集對S3所述評估指標體系Su進行精簡，建立指標空間； 55、 根據Delphi法對指標空間各準則下的元素集中的元素的兩兩關系進行偏好打分， 得到判斷矩陣Pi ; 56、 對S5所述判斷矩陣Pi進行變換，使所述Pi滿足滿意一致性，得到偏好矩陣p= (Pij)ηΧη ; 57、 根據最小二乘法，對S6所述偏好矩陣進行排序得到各目標下的單層次排序結果， 并得到最終評估指標的綜合權重1，所述綜合權重Qi為：抗壓制干擾能力、抗欺騙干擾能 力、抗壓制干擾能力和抗欺騙干擾能力三種； 58、 利用基于決策樹的干擾識別技術，識別出環(huán)境中的干擾樣式，選取相對應的綜合權 重，并使用實測指標數據Di，得到綜合抗干擾效能，具體為： 581、 預設門限T(X)，將信號的特征參數與門限T(X)進行比較判決，若信號特征參數大 于T(X)則為模式類別集Α，若信號特征參數小于T(X)則為模式類別集Β，所述模式類別集 A和模式類別集B為干擾樣式； 582、 根據S81所述干擾樣式判斷出信號屬于哪一類干擾，結合選擇相對應的S7所述綜 合權重，乘以相對應的實測指標數據Di，得到綜合抗干擾效能。
2. 根據權利要求1所述的一種雷達抗干擾效能實時評估方法，其特征在于：S4所述指 標空間分為三層： 第一層為目標層，所述第一層把雷達系統(tǒng)的抗干擾能力作為整個評估系統(tǒng)的目標，第 二層為準則層，所述第二層包含在雷達系統(tǒng)干擾能力中起決定性作用的因素，第三層為指 標層，包括：有效抗干擾改善因子，自衛(wèi)距離，定位精度，干擾壓制比，抗欺騙性干擾有效概 率，平均遺漏航跡改善因子，平均錯誤航跡改善因子，雷達抗干擾能力度量，識別跟蹤真目 標的時間統(tǒng)計和決策作戰(zhàn)及維修保障能力。
3. 根據權利要求2所述的一種雷達抗干擾效能實時評估方法，其特征在于：所述在雷 達系統(tǒng)干擾能力中起決定性作用的因素具體為：抗壓制干擾能力H1、抗欺騙干擾能力H2和 系統(tǒng)抗干擾能力H3。
4. 根據權利要求1所述的一種雷達抗干擾效能實時評估方法，其特征在于：S7所述的 偏好矩陣進行排序具體如下： 5711、 確定初始排序向量w(0) = [W1(O),W2(0)，···，wn(0)]TeD，其中， η 〇=丨"' = (%，"'2，-__，％)7卜'/>0，/￡/;["' /=1丨，1={1，2，一，11}，所述〇為需要求的排序 J=I 向量集合，設定起始迭代次數k= 0,設定迭代精度ε= 〇. 〇〇1，其中，w(0) =e/n，e= (1，1，…，1)τ ; 5712、 計算第k次迭代時的迭代精度為<
其中，Pij 為S6所述偏好矩陣中的Pij,w(k)為第k次迭代時的排序向量￥〇〇 = [￥1〇〇，'\￥2〇〇^·· ，wn(k)]TeD，若Vz'g/=[1, 2，_··，"）且Si(WQO)Sε; 5713、 若εXk)) >ε，則重新確定的w(k)值：首先確定q值，使得 ?卜(*))| = 0^丨Mw(a))|丨成立，然后求解偏好矩陣中第q列和第q行加權比
，進一步得到中間向量 X,. (A) =P⑷3fZ=g，可求得第k+Ι次迭代時排序向量中的第i個分量值
3714、在//￡/時，令1^ = 1^+1，利用5713中所求得的排序向量計算迭代精度Si (?(1〇)，若Si(WQO)彡ε，則輸出排序向量0，若ei(w(k)) >ε則循環(huán)S713-714; S715、根據輸出排序向量D得到各目標下的單層次排序結果。
5. 根據權利要求1所述的一種雷達抗干擾效能實時評估方法，其特征在于：S7所述最 終評估指標的綜合權重Qi求取方法如下： 5721、 將S4所述評估指標空間中的第k-Ι層上的Iv1個元素相對于網絡化雷達抗干擾 能力的排序權值向量記為,1 =f1，…，W= 5722、 求出S4所述評估指標空間中第k層上的nk個元素在k-Ι層第j個準則下的排 序向量為< =[v〔.，<.,··.，<,J; 5723、 計算第k層所有元素對網絡化雷達系統(tǒng)抗干擾能力的貢獻排序權值 t/ = [wf,wf,…< ]r = Fiw*--1 = F"-1 …W2，wf =藝?-1，其中，i e工； 5724、 得到最終評估指標的綜合權重qi。
【文檔編號】G06F19/00GK104239712SQ201410453934
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權日:2014年9月5日
【發(fā)明者】沈曉峰, 杜龍飛, 殷文昭, 邢川, 徐敦毅, 王軍強 申請人:電子科技大學