一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法，其针对多源异类雷达协同区域探测问题，基于立体栅格对区域内的各类探测跟踪雷达进行评估，获取每个标准立方体栅格满足探测距离、角度和高度要求的探测雷达集合；获取目标所属栅格信息，调度该栅格的探测雷达集合中最接近的雷达进行探测跟踪。本发明专利技术结合不同雷达各自的探测特点，设计协同探测的调控方法，提高了协同探测效能。

A method for cooperative detection of multi-source and heterogeneous radars based on stereo grid

The present invention discloses a collaborative detection method of multi-source heterogeneous radar stereo based on grid, the multi-source heterogeneous collaborative regional radar detection problem, based on the three-dimensional grid within the area of all kinds of radar detection and tracking evaluation for each standard cube raster detection radar detection distance, angle and height requirements set to meet the target of grid; radar information, scheduling the grid set close to the radar detection and tracking. The invention combines the respective detection characteristics of different radars, designs a control method of cooperative detection, and improves the synergistic detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法
本专利技术涉及雷达探测技术，尤其涉及一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法。
技术介绍
随着网络中心化的发展，不同平台的协同探测成为一种普遍的趋势。异类传感器协同探测就是一种典型的协同模式(异平台雷达和ESM的高精度协同估计方法，罗志锋，《计算机与数字工程》2013，41(8)：1266-1267)。异类传感器观测数据坐标系不同、属性不同。ESM(ElectronicSupportMeasure，电子支援措施)有方位信息和频率信息，无距离信息，而雷达则既有方位信息也有距离信息。两者在探测能力上各有所长：雷达探测精度高，但探测范围小，而ESM探测精度相对较低，探测范围广。多源异类雷达协同探测将能结合两者的优势，提高协同探测能力。然而，现有研究工作在多源异构雷达的协同探测调控方面，尚未形成适用工程实践的方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法，该方法结合不同雷达各自的探测特点，设计协同探测的调控方法，提高了协同探测效能。本专利技术的研究工作得到了国家自然科学基金(61402426)与江苏省自然科学基金(BK20160147，BK20160148)资助。技术方案：本专利技术所述的基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法包括以下步骤：(1)信息获取：获取每个雷达r的X方向坐标Xr、Y方向坐标Yr、可探测最大角度ωr、可探测最大距离Dr和可探测最大高度Hr，获取待侦查区域AREA的X方向坐标范围[Xmin，Xmax]、Y方向坐标范围[Ymin，Ymax]与Z方向坐标范围[Zmin，Zmax]；(2)立体栅格划分：以dx、dy与dz为标准距离，将侦察区域AREA划分成N个立体栅格，编号分别为1、2、……、N；其中，设置px＝ceiling((Xmax-Xmin)/dx)，py＝ceiling((Ymax-Ymin)/dy)，pz＝ceiling((Zmax-Zmin)/dz)，则编号为m的立体栅格对应的立体栅格坐标为：Xm∈[Xmin+(mmodpx-1)*dx,Xmin+(mmodpx)*dx](1)Ym∈[Ymin+(ceiling((mmodpxpY)/px)-1)*dy,Ymin+ceiling((mmodpxpY)/px)*dy](2)(3)基于角度的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测角度小于或等于ωr的立体栅格集合Ωrω，即(4)基于距离的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测距离小于或等于Dr的立体栅格集合Ωrd，即(5)基于高度的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测高度小于或等于Hr的立体栅格集合Ωrh，即(6)雷达立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算同时满足其探测角度、探测距离与探测高度的立体栅格集合Ωr，即Ωr＝Ωrω∩Ωrd∩Ωrh(7)(7)目标XY方向坐标计算：根据协同定位的ESM站a和ESM站b交叉定位目标t的方位角α和β以及俯仰角θa和θb，目标t的X、Y方向坐标记为Xt和Yt，ESM站a和ESM站b坐标分别为[Xa，Ya，0]、[Xb，Yb，0]，则根据下式推导出Xt和Yt取值：(8)目标Z方向坐标计算：根据推导出的Xt和Yt计算目标t的Z坐标Zt，其中(9)目标雷达集合推算：根据目标t的坐标值Xt、Yt和Zt，计算目标t所处的立体栅格编号m'，并推算包含m'的立体栅格集合的目标雷达集合ΨtΨt＝{r|m'∈Ωr}(10)(10)目标雷达集合排序：将目标雷达集合Ψt中的雷达首先按照距离目标t的距离由近到远其次按雷达编号由小到大进行排序，排序结果记为ORD；(11)目标雷达选取：选取雷达排序ORD中排序第一的雷达r'；(12)目标雷达调度：调度雷达r'对目标t进行跟踪。步骤(2)中立体栅格在X、Y、Z坐标下的标准距离结合具体应用场景要求确定。步骤(2)中的立体栅格在X、Y、Z坐标下的坐标值为dx、dy和dz的整数倍，在实际应用中可结合具体需求增加适当的位移。步骤(3)(4)(5)分别根据角度、距离和高度要求计算每个雷达满足的立体栅格集合，在实际应用中可增加其他的条件要求。步骤(6)针对每个立体栅格计算出满足角度、距离和高度等要求条件下完成探索任务的雷达集合。步骤(9)根据目标t的位置，计算其所处的立体栅格m'，再推算出能够覆盖m'的所有雷达。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)提出的立体栅格划分方法广泛适用于陆、海、空、天域目标探测应用，具有通用性；(2)探测雷达集合的提出与应用有助于大力提升雷达资源的管理效率；(3)调度成本低廉，实现方法工程化，具有良好的工程应用前景。基于本专利技术的基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法突破了传统方法主要针对同种类型传感器的局限性，增强了异类传感器之间的协作能力，可以更好地完成辐射源目标识别任务。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的流程示意图；图2是雷达和侦察区域AREA的示意图。具体实施方式本实施例提供了一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法，其针对多源异类雷达协同区域探测问题，基于立体栅格对区域内的各类探测跟踪雷达进行评估，获取每个标准立方体栅格满足探测距离、角度和高度要求的探测雷达集合。获取目标所属栅格信息，调度该栅格的探测雷达集合中最接近的雷达进行探测跟踪。本专利技术的基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法突破了传统方法主要针对同种类型传感器的局限性，增强了异类传感器之间的协作能力，可以更好地完成辐射源目标识别任务。如图1所示，本实施例包括以下步骤：S1、信息获取：获取每个雷达r的X方向坐标Xr、Y方向坐标Yr、可探测最大角度ωr、可探测最大距离Dr和可探测最大高度Hr，获取待侦查区域AREA的X方向坐标范围[Xmin，Xmax]、Y方向坐标范围[Ymin，Ymax]与Z方向坐标范围[Zmin，Zmax]。例如，假设有3个可以调度控制的雷达，每个雷达的x坐标(Xr)、y坐标(Yr)、探测角度(ωr)、探测距离(Dr)和探测高度(Hr)等信息如下表所示：雷达rx坐标(Xr)y坐标(Yr)探测角度(ωr)探测距离(Dr)探测高度(Hr)130km40km360度37km30km220km20km360度37km30km340km20km360度37km30km各雷达均为360度全扫式，探测距离最远37km。其次，待侦察区域AREA的x、y与z坐标范围分别表示为[Xmin＝0km，Xmax＝60km]，[Ymin＝0km，Ymax＝60km]与[Zmin＝0km，Zmax＝0km]。每个立体栅格的长、宽与高分别固定为dx＝20km，dy＝20km与dz＝0。另外，假设有两个协同定位的ESM，a和b，其坐标分别为[Xa＝-20km，Ya＝30km，0]，[Xb＝30km，Yb＝80km，0]。S2、立体栅格划分：以dx、dy与dz为标准距离，将侦察区域AREA划分成N个立体栅格，编号分别为1、2、……、N；其中，设置px＝ceiling((Xmax-Xmin)/dx)，py＝ceiling((Ymax-Ymin)/dy)，pz＝ceiling((Zmax-Zmin)/dz)，则编号为m的立体栅格对应的立体栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)信息获取：获取每个雷达r的X方向坐标X

【技术特征摘要】
1.一种基于立体栅格的多源异类雷达协同探测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)信息获取：获取每个雷达r的X方向坐标Xr、Y方向坐标Yr、可探测最大角度ωr、可探测最大距离Dr和可探测最大高度Hr，获取待侦查区域AREA的X方向坐标范围[Xmin，Xmax]、Y方向坐标范围[Ymin，Ymax]与Z方向坐标范围[Zmin，Zmax]；(2)立体栅格划分：以dx、dy与dz为标准距离，将侦察区域AREA划分成N个立体栅格，编号分别为1、2、……、N；其中，设置px＝ceiling((Xmax-Xmin)/dx)，py＝ceiling((Ymax-Ymin)/dy)，pz＝ceiling((Zmax-Zmin)/dz)，则编号为m的立体栅格对应的立体栅格坐标为：Xm∈[Xmin+(mmodpx-1)*dx,Xmin+(mmodpx)*dx](1)Ym∈[Ymin+(ceiling((mmodpxpY)/px)-1)*dy,Ymin+ceiling((mmodpxpY)/px)*dy](2)(3)基于角度的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测角度小于或等于ωr的立体栅格集合Ωrω，即(4)基于距离的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测距离小于或等于Dr的立体栅格集合Ωrd，即(5)基于高度的立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算探测高度小于或等于Hr的立体栅格集合Ωrh，即(6)雷达立体栅格集合计算：针对每个雷达r，计算同时满足其探测角度、探测距离与探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐欣，徐建平，马文婷，熊朝华，张桂林，王晓璇，毛晓彬，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32