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探测性能驱动的机载多雷达系统路径优化方法

探测性能驱动的机载多雷达系统路径优化方法

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作者：汤窈颖电子科技大学

学位级别：硕士

面对日益复杂的战场环境,传统的单机载平“台独”立工作的模式存在探测区域覆盖范围小,抗摧毁能力差,不具备体系对抗能力等缺点。“以平台为中心”的单机载平台工作模式,正逐渐向“以网络为中心”的多机载平台协同模式转变。结合传感器... 详细信息

面对日益复杂的战场环境,传统的单机载平“台独”立工作的模式存在探测区域覆盖范围小,抗摧毁能力差,不具备体系对抗能力等缺点。“以平台为中心”的单机载平台工作模式,正逐渐向“以网络为中心”的多机载平台协同模式转变。结合传感器的机载协同探测系统的可控自由度和灵活性都更强,同时,随着雷达在现实战场中的广泛应用,对机载多雷达系统进行研究是十分有意义的。而多机路径规划是机载多雷达系统执行探测任务时重要的一环。本文围绕机载多雷达系统路径优化问题,研究了系统对不同任务重要性区域的离线、在线差异化监视方法,从理论分析、方法研究、仿真实验等方面进行了系统性工作,主要工作内容如下:1.构建了机载多雷达系统的运动和约束模型,研究了不同间距下装载在机载平台上的雷达独立探测模式和协同探测模式,为建立离线、在线差异化监视问题模型提供了理论基础。2.分析了机载多雷达系统对不同任务重要性区域的长时检测概率曲线,根据分析结果,设计了一个基于有效探测时长和限时回访的目标函数,用于评价机载多雷达系统对兴趣区域的整体监视性能,结合系统约束,建立并分析了系统离线路径优化问题模型,为后续的算法设计提供了研究思路。3.提出了一种基于虚拟力的粒子群优化算法,结合B-Spline平滑算法,解决了高维、高计算量的机载多雷达系统离线约束优化问题。对比分析了固定路径对兴趣区域的监视性能,证明了此算法的有效性。4.分析了不同任务重要性区域对机载多雷达系统的在线监视需求,为设计虚拟引导节点偏好函数提供研究思路,提出了一种基于分布式Anti-Flocking算法的在线路径优化策略方法,解决了自由空间和障碍空间下,机载多雷达系统对不同任务重要性区域的在线监视问题。仿真实验对以上模型和方法进行了验证,结果表明,上述方法可实现机载多雷达系统对不同任务重要性区域的离线、在线差异化监视。

关键词：机载多雷达系统差异化监视离线约束优化问题粒子群算法分布式Anti-Flocking算法

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