本發明涉及一種雷達協同探測系統任務調度效能評價方法,屬于雷達探測系統
技術領域:
。主要用于評估雷達協同探測系統效能。
背景技術:
:隨著世界新軍事變革的持續深入,信息化戰爭逐步登上了戰爭舞臺,基于信息化系統的體系對抗特征明顯。作為戰場探測系統的核心主戰裝備,雷達面臨更多新的需求和挑戰。從雷達探測裝備技術發展來看,由于時間、空間、能量、頻率資源限制,加之受到各種自然環境和對抗環境影響,任何單一體制雷達裝備都難以滿足需求。在發展新體制的雷達裝備、提升單裝備探測能力的同時,發展雷達協同探測系統,已經成為提高雷達在復雜場環境下的探測能力、滿足信息化條件下體系作戰需求的有效途徑。開展對雷達協同探測系統任務調度效能的定量評估,對雷達協同探測系統設計和研制有著十分重要的指導意義,通過對協同探測系統任務調度效能的定量評估,可以給出系統優化的方向和預期改進的空間,為實現最佳系統設計提供依據。技術實現要素:本發明給出一種雷達協同探測系統任務調度效能定量綜合評價方法,其主要特征在于:可以對由多雷達節點構建的協同探測系統在作戰使用上滿足任務需求的能力進行定量描述。具體實現方法是:將由各種頻段和體制的雷達構建的協同探測系統,抽象成一個由任務調度容量和任務調度性能表征的感知系統,建立綜合效能評價指標體系和定量評估模型,采用層次分析法,對綜合效能評估指標體系中各個組成因素進行分解,并按支配關系分組形成有序的層次結構,通過比較各因素的相對重要性,明確各項評價指標的權重,針對雷達協同探測任務調度效能評估體系中各指標取值性質不同,進行歸一化處理,構建統一的度量形式,形成一種基于任務調度容量以及參與調度的任務在實際探測中所產生的探測效能的協同探測系統任務調度效能綜合定量評估指標體系,實現對雷達協同探測系統任務調度效能的綜合定量評估。本發明通過綜合任務調度容量(任務優先級、調度成功率、時間利用率)和任務探測效能(探測距離、空域覆蓋范圍、探測精度和跟蹤穩定性),建立協同探測系統任務調度效能定量評估指標體系,明確各項評價指標歸一化計算方法,在系統資源管理層面對任務調度容量的極限值進行定量分析,以評估任務規劃和調度的合理性和時間資源的利用效率;同時分析調度中任務本身產生的實際探測性能,評估任務的探測收益。綜合這兩種評價指標體系的協同探測任務調度效能綜合評價方法,為優化雷達協同探測系統設計,提升綜合作戰效能提供了有效的分析評估工具。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。附圖說明圖1協同探測任務調度效能評價體系。具體實施方式下面結合附圖對本發明的實現方法及具體實施步驟進行詳細說明。(1)任務調度容量任務調度容量,從參與調度的任務本身出發,基于時間資源的一種評價方法。在調度層面進行的一種綜合任務優先級、調度成功率和時間利用率的一種綜合效能評價方法。1))任務優先級參與調度的任務危險度越高,則此任務的優先級越高,調度此任務的收益也就越大。表示協同探測系統對重點目標的一種響應。其中,pr為任務優先級,pr基準為任務優先級基準。2))調度成功率首先定義參與調度的完成函數:任務進行調度后,從調度結果中得到各任務的完成情況,統計調度成功率,有如下公式:3))時間利用率時間利用率表示在一個調度間隔對時間資源的利用效能。其中,t0表示調度間隔,tdwi表示第i個參與調度任務的時間駐留長度。(2)任務調度性能任務調度性能,表示參與調度的任務在實際的探測中所能獲得的探測性能,體現在對目標的探測距離、空域覆蓋范圍、探測精度以及跟蹤的穩定性和連續性等方面。1))探測距離探測距離表示協同探測系統對目標的發現距離。對目標發現的越早,協同探測系統對目標的響應時間窗口越長,從而制定應對策略。其中,r表示對目標的探測距離,r0表示協同探測系統的最大探測距離。2))空域覆蓋范圍空域覆蓋范圍表示協同探測系統的探測覆蓋范圍。寬覆蓋將會減小探測盲區,保證作戰系統的安全性以及探測的連續性。θaz、θez分別表示執行某種探測策略的方位角、俯仰角覆蓋范圍。3))探測精度探測精度主要體現在對目標特性的分辨能力。高探測精度增加信息的可信度,以及減小信息的模糊度。雷達的探測精度可分為距離精度、方位精度、仰角精度,值越小,精度越高。4))跟蹤穩定性以及連續性提高跟蹤精度和航跡連續性,為探測系統以及武器平臺提供高質量目標信息保障。跟蹤性能使用濾波誤差協方差陣來進行度量。設濾波誤差協方差陣為p。選取矩陣跡范數對目標濾波誤差協方差陣進行度量。矩陣跡范數:f(p)=ptr=trace(p)f(p)=ptr=trace(p)選取矩陣跡范數對目標濾波誤差協方差陣進行度量,目標跟蹤精度越高,濾波誤差協方差陣的跡就越小,目標跟蹤精度越小,濾波誤差協方差陣的跡就越大。(3)層次分析法1))任務調度性能評價指標1)))設一個調度間隔內有m個任務參與調度,有n個任務調度成功。xyij是任務ti關于指標cj的評價指標值(其中,i=1,2,3...n;j=1,2,3,4);記ti=[xi1,xi2,xi3,xi4]任務評價指標如下表所示:評價指標探測距離空域覆蓋范圍探測精度跟蹤性能任務t1x11x12x13x13任務t2x21x22x23x24……………任務tnxn1xn2xn3xn3權重xw1xw2xw3xw42)))歸一化得到參數矩陣3)))構建判斷矩陣計算任務評價指標的權xw=(xw1,xw2,xw3,xw4)t;a)構建比較判斷矩陣d;b)計算判斷矩陣的每一行乘積,并計算其n次方根:c)對向量β=(β1,β2,β3,β4)t進行規范化:則w=(w1,w2,w3,w4)為評價指標的權重值;d)計算判斷矩陣a的最大特征值:e)一致性檢驗:當cr<1時,滿足一致性,權重可用;否則轉步驟a;2))任務調度容量評價指標同1))原理一致,獲得任務優先級、調度成功率和時間利用率的權重為:cw=(cw1,cw2,cw3)t;3))綜合任務調度容量評價指標和任務調度性能評價指標:設任務調度容量效能和任務調度性能效能分別為xn1和xn2,由層次分析法分別獲得任務調度容量評價指標和任務調度性能評價指標的權重分別為w1和w2,獲得協同探測系統任務調度效能評價公式為:xn=w1xn1+w2xn2。當前第1頁12