一种利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法技术

本发明专利技术提供了一种利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法，利用评估过程中所涉及的各类指标参数建立评估所需的指标集，然后根据实际评价需求确定评价集，紧接着构造模糊矩阵，然后根据各级指标相对于上一级指标的相对重要程度计算指标权重，计算指标权重的过程包括构造判断矩阵，相对权重计算以及一致性检验。最后进行模糊综合，得到AHP评估结果。使用AHP对一部分数据进行标记后，最后利用自动编码器对数据进行分布式孔径数据的评估。本发明专利技术引入了深度信念网络，利用自动编码器对数据进行标记训练，利用训练好的模型对新的数据进行评估，减少了对分布式孔径系统进行评估的工作量以及局限性，提高了系统评估的效率和可信性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法


[0001]本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种利用AHP与深度信念网络相结合的分布式孔径评估方式。

技术介绍

[0002]分布式孔径系统是一种通过中心控制处理系统控制多个单元雷达实现电磁波空间能量合成的雷达系统。分布式孔径系统由中心控制处理系统统一控制调配，波束指向相同区域，并在中心控制处理系统控制下进行收发信号全相参，实现目标远距离搜索发现和高精度跟踪的测量系统。
[0003]目前对分布式孔径系统的评估只是针对整个系统中每一个具体的参数指标或是问题进行评估。周宝亮等人对分布式孔径雷达系统的各个方面进行了深入的研究，通过这些方面对分布式系统进行细致的评估，这样的评估机制可以准确的反映出整个分布式孔径系统中的细节，但是缺少对于系统的综合能力的评价，非常依赖专业知识，同时也很难做到智能化评估。
[0004]目前，对分布式孔径系统的聚合能力，应用能力以及其他综合方面的能力进行评估的研究还处于不断完善的阶段，有待进行更深一步的研究。同时，在涉及到大量数据并且需要自动生成评估结果的情况时，传统的通过每一个具体细节参数或指标进行评估的方法有很大的局限性。因此，提出一种能反映出分布式孔径系统整体能力的评估方法是十分有意义的。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法。本专利技术基于AHP(Analytic Hierarchy Process)与深度信念网络结合的分布式孔径评估方法，首先利用评估过程中所涉及的各类指标参数建立评估所需的指标集，然后根据实际评价需求确定评价集。紧接着构造模糊矩阵，然后根据各级指标相对于上一级指标的相对重要程度计算指标权重，计算指标权重的过程包括构造判断矩阵，相对权重计算以及一致性检验。最后进行模糊综合，得到AHP评估结果。使用AHP对一部分数据进行标记后，最后利用自动编码器对数据进行分布式孔径数据的评估。之后就可以利用训练好的模型对新的数据进行评估。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0007]步骤一：建立评估所需的指标集
[0008]根据所获得的指标数据，将指标数据中出参数进行层次划分；一级指标包括分布式孔径静态抗干扰能力指标和分布式孔径系统综合搜索能力评价指标。每个一级指标下设有N个二级指标；
[0009]步骤二：确定评价集
[0010]根据实际所需，确定评价集的等级数量；
[0011]步骤三：构造模糊矩阵
[0012]采用隶属函数法构造模糊矩阵，结合分布式孔径系统评估的实际，选择正态分布性隶属函数；
[0013]步骤四：计算权重指标
[0014]权重指标代表二级指标对一级指标的相对重要性，计算过程包括构造判断矩阵，相对权重计算和一致性检验；
[0015]1)构造判断矩阵；
[0016]根据一级指标，将本级的二级指标进行两两比较，以确定判断矩阵的元素，采取指数标度法对重要性程度进行标度；
[0017]2)相对权重计算；
[0018]求解所求出的判断矩阵的最大特征值，将所对应的特征向量进行归一化处理，即得到权重向量，同理求出其他权重向量，得到最终的权重矩阵；
[0019]3)一致性检验；
[0020]通过计算得到随机一致性指数和偏差一致性指数，进而通过随机一致性指数和偏差一致性指数相除得到一致性比例，当一致性比例≤0.1时，认为判断矩阵是一致的，否则对判断矩阵进行调整，直至满足一致性要求；
[0021]步骤五：模糊综合；
[0022]根据综合评估模型，得到每一级的评估结果，将结果进行最大归一化处理，再根据最大隶属度原则得到最终的评估结果；
[0023]步骤六：利用自动编码器进行训练
[0024]将利用AHP方法获得的指标集作为评估样本，输入到自动编码器中进行训练；步骤6.1：无监督预训练
[0025]将多组指标集参数进行逐层训练，从最底层开始，然后不断上升，每一层利用先前一层的输出进行训练；
[0026]步骤6.2：监督学习微调；
[0027]当所有的层都训练完成之后，利用标记过后的数据进行反向传播以纠正模型；
[0028]步骤七：保存评估模型并进行新的评估。
[0029]当精确度达到要求后，保存训练好的模型，并将训练好的模型用于新的分布式孔径系统进行评估。
[0030]所述步骤一中参数进行层次划分的具体计算步骤如下：
[0031]一级指标包括分布式孔径静态抗干扰能力指标和分布式孔径系统综合搜索能力指标，参数包括如下十个指标，分布式孔径静态抗干扰能力指标包括如下七个指标：
[0032](1)单部孔径系统抗干扰能力的度量表达式为：
[0033]AJC＝(PT0B
S
G)
·
S
A
·
S
S
·
S
M
·
S
P
·
S
C
·
S
N
·
S
J
ꢀꢀꢀ
(1)
[0034]式(1)中，P为射频孔径的发射功率(W)；T0为信号持续时间(s)；B
S
为信号带宽(Hz)；G为孔径天线增益值；
[0035]S
A
为频率跳变因子，计算公式为：
[0036][0037]式(2)中B
a
为允许的最大频率跳变范围(Hz)；
[0038]S
S
为天线的副瓣因子，计算公式为：
[0039][0040]式(3)中，G
M
为天线功率方向图的主瓣电平；G
L
为天线功率方向图的副瓣电平；
[0041]S
M
为MTI质量因子，计算公式为：
[0042]S
M
(dB)＝SCV
‑
25
ꢀꢀꢀ
(4)
[0043]式(4)中，SCV为杂波中可见度；
[0044]S
P
为天线极化可变因子，计算公式为：
[0045][0046]S
C
为虚警处理因子，计算公式为：
[0047]S
C
(dB)＝10lg
△
M
‑
L
CF
‑
25
ꢀꢀꢀ
(6)
[0048]式(6)中，
△
M为引入恒虚警后接收机动态的扩大量，L
CF
为恒虚警的插入损耗，当采用相参恒虚警处理时，取值为1～2dB；
[0049]S
N
为“宽
‑
限
‑
窄”电路质量因子，计算公式为：
[0050]S
N...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：建立评估所需的指标集根据所获得的指标数据，将指标数据中出参数进行层次划分；一级指标包括分布式孔径静态抗干扰能力指标和分布式孔径系统综合搜索能力评价指标，每个一级指标下设有N个二级指标；步骤二：确定评价集根据实际所需，确定评价集的等级数量；步骤三：构造模糊矩阵采用隶属函数法构造模糊矩阵，结合分布式孔径系统评估的实际，选择正态分布性隶属函数；步骤四：计算权重指标权重指标代表二级指标对一级指标的相对重要性，计算过程包括构造判断矩阵，相对权重计算和一致性检验；1)构造判断矩阵；根据一级指标，将本级的二级指标进行两两比较，以确定判断矩阵的元素，采取指数标度法对重要性程度进行标度；2)相对权重计算；求解所求出的判断矩阵的最大特征值，将所对应的特征向量进行归一化处理，即得到权重向量，同理求出其他权重向量，得到最终的权重矩阵；3)一致性检验；通过计算得到随机一致性指数和偏差一致性指数，进而通过随机一致性指数和偏差一致性指数相除得到一致性比例，当一致性比例≤0.1时，认为判断矩阵是一致的，否则对判断矩阵进行调整，直至满足一致性要求；步骤五：模糊综合；根据综合评估模型，得到每一级的评估结果，将结果进行最大归一化处理，再根据最大隶属度原则得到最终的评估结果；步骤六：利用自动编码器进行训练将利用AHP方法获得的指标集作为评估样本，输入到自动编码器中进行训练；步骤6.1：无监督预训练将多组指标集参数进行逐层训练，从最底层开始，然后不断上升，每一层利用先前一层的输出进行训练；步骤6.2：监督学习微调；当所有的层都训练完成之后，利用标记过后的数据进行反向传播以纠正模型；步骤七：保存评估模型并进行新的评估当精确度达到要求后，保存训练好的模型，并将训练好的模型用于新的分布式孔径系统进行评估。2.根据权利要求1所述的利用AHP与自动编码器的分布式孔径评估方法，其特征在于：所述步骤一中参数进行层次划分的具体计算步骤如下：一级指标包括分布式孔径静态抗干扰能力指标和分布式孔径系统综合搜索能力指标，
参数包括如下十个指标，分布式孔径静态抗干扰能力指标包括如下七个指标：(1)单部孔径系统抗干扰能力的度量表达式为：AJC＝(PT0B
S
G)
·
S
A
·
S
S
·
S
M
·
S
P
·
S
C
·
S
N
·
S
J
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，P为射频孔径的发射功率(W)；T0为信号持续时间(s)；B
S
为信号带宽(Hz)；G为孔径天线增益值；S
A
为频率跳变因子，计算公式为：式(2)中B
a
为允许的最大频率跳变范围(Hz)；S
S
为天线的副瓣因子，计算公式为：式(3)中，G
M
为天线功率方向图的主瓣电平；G
L
为天线功率方向图的副瓣电平；S
M
为MTI质量因子，计算公式为：S
M
(dB)＝SCV
‑
25
ꢀꢀꢀꢀ
(4)式(4)中，SCV为杂波中可见度；S
P
为天线极化可变因子，计算公式为：S
C
为虚警处理因子，计算公式为：S
C
(dB)＝10lg
△
M
‑
L
CF
‑
25
ꢀꢀꢀꢀ
(6)式(6)中，
△
M为引入恒虚警后接收机动态的扩大量，L
CF
为恒虚警的插入损耗，当采用相参恒虚警处理时，取值为1～2dB；S
N
为“宽
‑
限
‑
窄”电路质量因子，计算公式为：S
N
(dB)＝(EIF)
D
‑8ꢀꢀꢀꢀ
(7)式(7)中，(EIF)
D
为“宽
‑
限
‑
窄”电路抗干扰改善因子；S
J
为重复频率抖动因子，计算公式为：S
J
(dB)＝J
‑8ꢀꢀꢀꢀ
(8)式(8)中，J为重复频率抖动因子；(2)极化类型系数极化类型系数定义为孔径极化类型数与孔径数目之比：其中，m为孔径极化类型数，N为孔径数目；(3)多孔径空域重叠系数空域重叠系数反映了多个孔径同时照射某一空域的情况，N个孔径按照确定位置关系设置，A为分布式孔径的覆盖面积，并按照确定高度将孔径探测区域在垂直方向上分为M层，设第i个孔径在第j个高度层上的探测区域为：A
ij
＝{(x,y,h)；f
ij
(x,y,...

【专利技术属性】
技术研发人员：高颖，杨昊欢，张朋，张少卿，赵爽宇，武铭，高荷福，郭佳文，赵龙，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：