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一种飞行目标防控系统的控制方法及系统

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


一种飞行目标防控系统的控制方法及系统

技术领域

本发明属于目标防控技术领域,更具体地,涉及一种飞行目标防控系统的控制方法及系统。

背景技术

随着无人机技术日渐成熟,无人机引发的安全威胁也日益增多。在反无人机任务需求的驱动下,反无人机设备技术近年来发展迅速,尤其无人机一体化防控系统。

无人机一体化防控系统通常包括探测分系统和干扰分系统,探测分系统用于利用雷达信号对所属空域入侵的无人机进行探测,干扰分系统用于通过发射干扰信号干扰无人机的控制信号和导航系统。但是,由于一体化防控系统的高度集成化,导致各分系统之间存在严重的电磁兼容问题,常常出现诸如雷达功能失常、干扰设备性能下降等问题,进而导致无人机防控效果较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种飞行目标防控系统的控制方法及系统,旨在解决现有飞行目标防控系统存在电磁兼容的问题。

为实现上述目的,第一方面,本发明提供一种飞行目标防控系统的控制方法,包括:

步骤S101,在每个单位时间开始时,基于目标的距离确定探测雷达在满足探测任务需求下的最小探测时间;

步骤S102,基于所述最小探测时间控制探测雷达探测目标,获取目标信息;

步骤S103,控制跟踪雷达基于目标信息跟踪目标,获取跟踪信息;

步骤S104,若所述距离超过预设距离,基于跟踪信息对目标进行电磁干扰,直至单位时间结束;若所述距离不超过预设距离,基于跟踪信息对目标进行光电探测跟踪,基于光电探测跟踪获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,直至单位时间结束。

在一个可选的示例中,若所述距离不超过预设距离,步骤S101具体包括:

在探测雷达对搜索范围的目标搜索能力以及跟踪雷达对目标的跟踪能力满足需求的前提下,基于目标的距离确定硬杀伤策略下的最小探测时间与最小跟踪时间,以基于所述最小探测时间与最小跟踪时间分别控制探测雷达与跟踪雷达;

若所述距离超过预设距离,步骤S101具体包括:

以探测雷达的检测概率最大且探测时间最小为优化目标,基于目标的距离确定电磁干扰策略下的最小探测时间。

在一个可选的示例中,所述硬杀伤策略下的最小探测时间与最小跟踪时间具体通过构建第一目标函数及其约束条件求解得到,所述第一目标函数及其约束条件具体为:

其中,t

所述电磁干扰策略下的最小探测时间具体通过构建第二目标函数及其约束条件求解得到,所述第二目标函数及其约束条件具体为:

min T

其中,P

在一个可选的示例中,跟踪雷达对目标k的跟踪能力指标为:

其中,

探测雷达对搜索范围j的目标搜索能力指标为:

其中,

在一个可选的示例中,所述控制方法还包括:若电磁干扰所发射的干扰信号的频段覆盖雷达信号频段,则禁用干扰信号的频段中与雷达信号频段相同的频段。

在一个可选的示例中,所述控制方法还包括:将电磁干扰所发射的干扰信号的频段划分为多个子频段,以在电磁干扰时分时发射各个子频段的干扰信号。

在一个可选的示例中,所述电磁干扰具体采用压制干扰、欺骗干扰和导航诱骗中的一种或多种干扰方式;所述硬杀伤具体采用高功率微波方式。

第二方面,本发明提供一种飞行目标防控系统的控制系统,所述飞行目标防控系统包括目标探测分系统、目标干扰分系统和目标毁伤分系统;所述目标探测分系统包含探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块;所述控制系统包括:

时间优化模块,用于在每个单位时间开始时,基于目标的距离确定探测雷达模块在满足探测任务需求下的最小探测时间;

探测资源调度模块,用于基于所述最小探测时间控制探测雷达模块探测目标,获取目标信息;控制跟踪雷达模块基于目标信息跟踪目标,获取跟踪信息;

干扰资源调度模块,用于若所述距离超过预设距离,控制目标干扰分系统基于跟踪信息对目标进行电磁干扰,直至单位时间结束;若所述距离不超过预设距离,控制光电探测跟踪模块基于跟踪信息对目标进行光电探测跟踪,控制目标毁伤分系统基于光电探测跟踪模块获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,直至单位时间结束。

在一个可选的示例中,所述目标探测分系统天线和目标干扰分系统天线集成在飞行目标防控系统的一个竖直设置且可旋转的共轴柱;其中,探测雷达模块天线采用阵列天线,水平设置于共轴柱的最上端,可单独360°旋转;跟踪雷达模块天线采用阵列天线,水平设置于探测雷达模块天线的下方;光电探测跟踪模块天线在跟踪雷达模块天线上表面,分为红外镜头模组和可见光镜头模组,分别位于共轴柱的两侧;目标干扰分系统天线根据频段不同分成两部分,分别位于跟踪雷达模块天线的左右两侧;跟踪雷达模块天线、光电探测跟踪模块天线和目标干扰分系统天线指向方向相同;

所述目标毁伤分系统天线设置在飞行目标防控系统的另一个竖直设置且可旋转的共轴柱,共轴柱根据光电探测跟踪模块传输的目标指引信息旋转至攻击角度。

在一个可选的示例中,所述目标干扰分系统具体包括压制干扰模块、欺骗干扰模块和导航诱骗模块中的一种或多种;所述目标毁伤分系统具体包括高功率微波模块。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:

本发明提供一种飞行目标防控系统的控制方法及系统,通过从时间维度保证探测雷达、跟踪雷达和干扰设备分时段工作,其中探测时间根据在满足探测任务需求下的最小探测时间进行控制,并且当目标距离在预设距离内,基于光电探测跟踪获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,在预设距离外,对目标进行电磁干扰,从而避免了目标防控系统各分系统之间的电磁兼容问题,实现既能保证探测雷达的搜索性能和跟踪雷达的跟踪性能,又能保证对目标的电磁干扰效果和硬杀伤效果,进而极大提升了目标防控效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的飞行目标防控系统的控制方法的流程示意图;

图2是本发明实施例提供的各系统分时管控策略示意图;

图3是本发明实施例提供的飞行目标防控系统天线的空间优化布局示意图;

图4是本发明实施例提供的控制方法的硬件系统组成图;

图5是本发明实施例提供的抗击分段示意图;

图6是本发明实施例提供的IMQHOA算法流程图;

图7是本发明实施例提供的禁止法频域管控图;

图8是本发明实施例提供的飞行目标防控系统的控制系统的架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题,本发明提供一种飞行目标防控系统的控制方法,该飞行目标防控系统包括目标探测分系统、目标干扰分系统和目标毁伤分系统;目标探测分系统包含探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块;

图1是本发明实施例提供的飞行目标防控系统的控制方法的流程示意图,如图1所示,所述控制方法包括:

步骤S101,在每个单位时间开始时,基于目标的距离确定探测雷达在满足探测任务需求下的最小探测时间;

步骤S102,基于最小探测时间控制探测雷达探测目标,获取目标信息;

步骤S103,控制跟踪雷达基于目标信息跟踪目标,获取跟踪信息;

步骤S104,若距离超过预设距离,基于跟踪信息对目标进行电磁干扰,直至单位时间结束;若距离不超过预设距离,基于跟踪信息对目标进行光电探测跟踪,基于光电探测跟踪获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,直至单位时间结束。

此处,目标即需要进行防控的对象,例如可以是无人机、飞艇等,本发明实施例对此不作具体限定。在每个单位时间内,均可以执行本发明提供的控制方法,以实现探测雷达、跟踪雷达和干扰设备分时段的电磁资源调度,此处的单位时间可以是探测系统默认的,也可以根据实际需求进行任意设定。在每个单位时间开始时,具体可以通过探测雷达或者其它测距设备获取目标的距离,再根据目标的距离执行后续的控制策略。

需要说明的是,现有的目标探测手段通常只有雷达一种,而雷达对低慢小目标检测比较困难,目标反制手段通常也只有一种干扰手段;而本发明提供的飞行目标防控系统包括目标探测分系统、用于执行目标电磁干扰的目标干扰分系统和用于执行目标硬杀伤的目标毁伤分系统,其中目标探测分系统包含探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块,能够达到更好的检测性能以及反制效果。

考虑到硬杀伤设备在一定范围内效果较好,同时避免目标干扰分系统和目标毁伤分系统之间的干扰,本发明实施例中无人机干扰分系统和无人机毁伤分系统两者不同时工作,根据威胁目标的距离进行分段抗击,在预设距离米以外使用干扰分系统进行软杀伤,进入预设距离内使用毁伤分系统进行硬杀伤。

现有飞行目标防控系统中探测分系统和干扰分系统之间存在严重的电磁兼容问题,而本发明通过在时域上采用分时策略,探测时段和干扰时段/硬杀伤时段交替工作,各自工作时间的长短根据资源管理算法确定,从而避免无论是探测分系统和干扰分系统,还是探测分系统和毁伤分系统之间的电磁干扰,保证了整体系统的性能。并且,通过根据目标距离求解探测雷达在满足探测任务需求下的最小探测时间,从而实现在保证探测性能的还能进行较长时间的目标电磁干扰或硬杀伤,提升目标防控效果。

本发明实施例提供的方法,通过从时间维度保证探测雷达、跟踪雷达和干扰设备分时段工作,其中探测时间根据在满足探测任务需求下的最小探测时间进行控制,并且当目标距离在预设距离内,基于光电探测跟踪获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,在预设距离外,对目标进行电磁干扰,从而避免了目标防控系统各分系统之间的电磁兼容问题,实现既能保证探测雷达的搜索性能和跟踪雷达的跟踪性能,又能保证对目标的电磁干扰效果和硬杀伤效果,进而极大提升了目标防控效果。

基于上述实施例,若距离不超过预设距离,步骤S101具体包括:

在探测雷达对搜索范围的目标搜索能力以及跟踪雷达对目标的跟踪能力满足需求的前提下,基于目标的距离确定硬杀伤策略下的最小探测时间与最小跟踪时间,以基于所述最小探测时间与最小跟踪时间分别控制探测雷达与跟踪雷达;

若所述距离超过预设距离,步骤S101具体包括:

以探测雷达的检测概率最大且探测时间最小为优化目标,基于目标的距离确定电磁干扰策略下的最小探测时间。

此处,本发明实施例对于求解所采用的优化算法不作具体限定,例如可以是线性规划算法,也可以是决策模型、遗传算法等智能优化算法。

基于上述任一实施例,所述硬杀伤策略下的最小探测时间与最小跟踪时间具体通过构建第一目标函数及其约束条件求解得到,所述第一目标函数及其约束条件具体为:

其中,t

所述电磁干扰策略下的最小探测时间具体通过构建第二目标函数及其约束条件求解得到,所述第二目标函数及其约束条件具体为:

min T

其中,P

需要说明的是,当目标距离较近时,光电模块的跟踪精度很高,不用考虑检测概率,此时只需要在雷达完成探测和跟踪任务的基础上,通过雷达的相互协调组织,使得雷达总的工作时间最小,以保证尽快进行硬杀伤,实现能够最短时间将目标击落;

当目标距离较远时,对于跟踪精度要求不高,主要是发现目标,在目标范围释放干扰信号,因此需要在满足探测任务需求下的探测时间最小,即满足最大检测概率的同时探测时间最小,从而不仅保证对所属空域的态势掌握,还能保证对威胁目标的长时间干扰,提升干扰效果。

进一步地,第一目标函数和第二目标函数均可以采用改进多尺度谐振子量子优化算法(Improved Multi-scale Quantum Harmonic Oscillator Algorithm,IMQHOA)进行求解。

本发明实施例提供的方法,通过从时间维度建立优化函数,去求时间最优解,从而实现在保证跟踪性能和搜索性能的还能进行较长时间的目标反制,进一步提升目标防控效果。并且,通过这种线性规划的求解方法无需大量先验知识,可靠性更强,在目前少样本的应用场景下准确率能达到更高。

对于存在多个目标的情况,可以待全部目标搜索完再跟踪。需要说明的是,本发明实施例中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述对象的特定顺序。

基于上述任一实施例,跟踪雷达对目标k的跟踪能力指标为:

其中,

探测雷达对搜索范围j的目标搜索能力指标为:

其中,

基于上述任一实施例,所述控制方法还包括:若电磁干扰所发射的干扰信号的频段覆盖雷达信号频段,则禁用干扰信号的频段中与雷达信号频段相同的频段。

本发明实施例提供的方法,通过采用禁止信号法,可以进一步保证目标干扰分系统不会干扰自身探测系统。

基于上述任一实施例,所述控制方法还包括:将电磁干扰所发射的干扰信号的频段划分为多个子频段,以在电磁干扰时分时发射各个子频段的干扰信号。

具体地,图2是本发明实施例提供的各系统分时管控策略示意图,如图2所示,该分时管控策略保证各分系统间能够实现各自功能且互相之间不形成干扰的条件下,最优化系统综合效能,当系统接收“开始干扰/攻击指令”后,探测时段和干扰时段交替工作,其中干扰时段根据不同的干扰频段分时工作,如图2所示,干扰频段划分为

需要说明的是,干扰时段受干扰机电资源限制,如果同时需要发射多个频段干扰信号,电能就会分摊,会影响干扰性能,因此本发明实施例中将目标干扰分系统的频段划分为多个子频段,控制目标干扰分系统分时发射各个子频段的干扰信号,并且不同频段天线也是不一样的,可以保证各个子频段的干扰性能。

需要说明的是,现有解决电磁兼容问题的传统方法通常只是分时,虽然能有效的解决各分系统间的电磁兼容,但是容易引起由于时间策略的不合理影响整个系统的作业性能的问题。而本发明实施例分时分频进行调度算法优化,从时频两个维度同时优化,可以避免由于时间策略的不合理影响整个系统的作业性能的问题,即使探测和干扰不是严格分时,也可以避免探测分系统与干扰分系统之间的干扰。

基于上述任一实施例,所述目标探测分系统天线和目标干扰分系统天线集成在飞行目标防控系统的一个竖直设置且可旋转的共轴柱;其中,探测雷达模块天线采用阵列天线,水平设置于共轴柱的最上端,可单独360°旋转;跟踪雷达模块天线采用阵列天线,水平设置于探测雷达模块天线的下方;光电探测跟踪模块天线在跟踪雷达模块天线上表面,分为红外镜头模组和可见光镜头模组,分别位于共轴柱的两侧;目标干扰分系统天线根据频段不同分成两部分,分别位于跟踪雷达模块天线的左右两侧;跟踪雷达模块天线、光电探测跟踪模块天线和目标干扰分系统天线指向方向相同;

所述目标毁伤分系统天线设置在飞行目标防控系统的另一个竖直设置且可旋转的共轴柱,该共轴柱根据光电探测跟踪模块传输的目标指引信息旋转至攻击角度。

具体地,本发明考虑了集成性,又考虑了干扰情况,提出了一种飞行目标防控系统天线的空间优化布局,设置从高到低分轴的布局。图3是本发明实施例提供的飞行目标防控系统天线的空间优化布局示意图,如图3所示,无人机探测分系统天线、无人机干扰分系统天线、无人机毁伤分系统天线分别设置在一体化防控系统的两个转轴。无人机探测分系统天线和无人机干扰分系统天线高度集成在一个共轴柱。探测雷达模块天线(即图3中的搜索天线)采用阵列天线,位于共轴柱的最上端,可单独360°旋转。跟踪雷达模块天线(即图3中的跟踪天线)采用阵列天线,光电探测跟踪模块天线(即图3中的光电天线)主要为高清红外镜头模组和高清可见光镜头模组,三种天线分别位于搜索天线的下方,并且天线指向方向相同。目标干扰分系统天线(即图3中的干扰天线)根据频段不同分成两部分分别位于跟踪天线的左右两侧,并且每侧还可以包含多个子频段。跟踪天线采用阵列天线,光电天线和干扰天线集成式360°旋转。无人机毁伤分系统天线(即图3中的高功率天线)单独在一个共轴柱,其天线具备高阻抗特性。该共轴柱根据目标指引信息旋转至攻击角度。

可以理解的是,如果雷达天线和光电天线分开,雷达的信息传输给光电信息,目标的角速度比较快,而传输需要一定时间,光电重新捕捉会产生目标丢失,因此,如果共轴的话跟踪天线转到哪,相当于同一个角度,能够加快光电的捕捉;搜索天线需要单独360度全转,不受控制,既可以保证跟踪也可以搜索;某一个角度干扰波数在后面,探测波数在前面,干扰波数和探测波数如果在同一个角度,这样肯定会严重影响探测性能,探测肯定会饱和,如果在频率上分不开的话,因此跟踪天线与干扰天线共轴并将干扰天线分成90度,跟踪天线在中间,干扰天线在两侧,就不会存在这个问题;无人机毁伤分系统天线是硬杀伤,功率太大,如果发射会影响其他设备的正常工作,因此另外单独部署在一个共轴柱上;光电和高功率不同轴,光电信息传给高功率的伺服系统,伺服系统再转到对准角度,也需要时间,以实现光电和高功率也是分时的,避免二者之间的干扰;两个共轴柱部署在高度集成的平台上,例如方舱或车,具体看应用场景。

本发明实施例提出的飞行目标防控系统天线的空间优化布局,从空间维度优化了各系统之间的电磁兼容问题。

基于上述任一实施例,所述电磁干扰具体采用压制干扰、欺骗干扰和导航诱骗中的一种或多种干扰方式;所述硬杀伤具体采用高功率微波方式。

对应地,飞行目标防控系统中目标干扰分系统具体包括压制干扰模块、欺骗干扰模块和导航诱骗模块中的一种或多种;目标毁伤分系统具体包括高功率微波模块。其中压制干扰模块可以通过发射干扰信号遮盖目标信号频谱,使其通信接收机降低或完全失去正常工作能力。欺骗干扰模块可以通过模仿目标的通信信号并传输给目标的通信网,造成其通信失误或行动上的错误。导航诱骗模块可以利用技术手段欺骗目标导航系统,以实现干扰目标导航设备正常工作。

基于上述任一实施例,在侦干毁复杂系统中,无人机探测分系统和无人机干扰分系统、无人机毁伤分系统之间存在电磁互干扰,严重影响了整体系统的性能。

针对以上问题,本发明提出一种侦干毁复杂系统电磁频谱资源自兼容调度方法,包含硬件设计和软件设计两部分。硬件设计主要利用空间布局优化空间解决空域电磁兼容问题。软件设计主要建立基于作业效能的资源管理优化函数和IMQHOA制定各分系统分时分频工作策略,从而优化时域、频域电磁兼容问题。下面以目标为无人机、预设距离为200米为例进行详细说明。

图4示出本发明实施例提供的控制方法的硬件系统组成图,如图4所示,其在硬件部分主要包括无人机探测分系统、无人机干扰分系统、无人机毁伤分系统和控制分系统。

无人机探测分系统主要包含探测雷达模块、跟踪雷达模块、光电探测跟踪模块,实现对低小慢目标的全天候发现、截获、跟踪,有效掌控防御区域内的空情信息。无人机干扰分系统主要包含压制干扰模块、欺骗干扰模块、导航诱骗模块,实现对低小慢目标的全频段、多样式干扰,实现对防御区域内重点目标的电磁干扰、拦截或迫降。无人机毁伤分系统主要包含定向高功率微波模块,实现对防御区域内的无人机进行硬杀伤。控制分系统主要根据内嵌的算法,在空、时、频三个维度进行资源管控,避免各分系统之间的互扰问题,主要由威胁评估模块、资源策略生成模块和控制指令生成模块组成。威胁评估模块主要包含威胁评估算法和FPGA计算硬件,根据探测分系统传输的威胁目标信息开展威胁评估,根据威胁目标距离采取不同的防御策略。资源策略生成模块主要包括优化算法模型、FPGA计算硬件和GPU计算模块,根据威胁模块产生的防御策略和资源管理优化算法生成最优的分系统在空、时、频三个维度的工作策略,在保证作业效能的基础上,避免各分系统互扰,优化整体系统的电磁兼容问题。控制指令生成模块主要由Zynq芯片硬件组成,根据资源策略生成模块产生的最优工作策略,生成控制各个分系统的指令,依照节拍传输到各个分系统的伺服单元和信号控制单元。

光电探测跟踪模块在白天采用可高清见光镜头模组,在夜间采用高清红外镜头模组,实现24小时昼夜跟踪。无人机干扰分系统和无人机毁伤分系统,其特征为:两者不同时工作,根据威胁目标的距离进行分段抗击。在200米以外使用干扰分系统进行软杀伤,进入200米范围内使用毁伤分系统进行硬杀伤。无人机毁伤分系统必须由探测分系统中的光电模块进行引导。

图5是本发明实施例提供的抗击分段示意图,图5示出了根据威胁目标的距离分阶段分别建立无人机探测分系统、无人机干扰分系统、无人机毁伤分系统在空、时、频三个维度的资源管控目标函数和约束条件,并进行求解。具体分为两个阶段:

(1)200米以外,主要对探测雷达模块、跟踪雷达模块和压制干扰模块、欺骗干扰模块、导航诱骗模块进行时、频资源管控。其工作规律为探测雷达捕获到目标后,将目标信息交接给跟踪雷达,跟踪雷达稳定跟踪目标后指示干扰模块对其进行电磁干扰,三者工作规律可循序进行。

(2)200米以内,主要对探测雷达模块、跟踪雷达模块、光电探测跟踪模块和高功率微波模块进行时、频资源管控。其工作规律为探测雷达捕获到目标后,将目标信息交接给跟踪雷达,跟踪雷达稳定跟踪目标后指示给光电模块,最终由光电模块引导高功率微波模块进行硬杀伤。

量化处理是方法的首要环节,需要对各分系统的性能进行量化,为后续的资源管理采取数据依据,本发明利用信号检测原理对各分系统进行科学量化。雷达信号的检测一般采用奈曼皮尔逊准则,即在满足一定的信噪比和虚警概率的条件下,使雷达信号的检测概率最大。在实际探测过程中,为了提高对雷达信号的检测,雷达工作一般都是需要经过脉冲积累的情况下进行检测判决。检测概率的计算模型为:

式中,P

根据克拉美罗界和信号检测理论对机载相控阵雷达跟踪能力和搜索能力进行量化,雷达对目标的跟踪能力指标为:

其中,P

雷达对目标的目标搜索能力指标为:

其中,

压制干扰下雷达检测概率P

其中,P

N=t

其中,PRF为对方雷达脉冲重复频率。

欺骗干扰下雷达对目标检测概率与压制干扰下计算公式相同,在计算欺骗干扰下对干扰信号的检测概率P

图2示出了保证各分系统间能够实现各自功能且互相之间不形成干扰的条件下最优化系统综合效能。其限定条件包含系统正常工作和系统之间不形成干扰两类。

(1)搜索状态雷达正常工作条件是对搜索状态下雷达的期望是对目标飞机的检测概率应高于期望检测值。

(2)跟踪状态雷达正常工作条件是能够持续检测到目标,对目标跟踪精度满足要求。

(3)压制干扰有效的条件是对方雷达对我方检测概率小于期望值。

(4)欺骗干扰有效需要满足对干扰信号的检测概率大于期望,对干扰信号的检测概率大于对目标信号的检测概率。

(5)干扰机对本机雷达未形成干扰条件,雷达接收到的干扰信号的功率应小于其灵敏度,否则机载雷达将产生假目标,或者将对雷达的信号检测产生影响。

在200米内时,由于距离较近,不易采用运算量较的模型,因此根据作业任务需求建立短时任务模型:假设跟踪目标为K个,目标搜索范围为J个,在完成任务的基础上,通过雷达的相互协调组织,使得雷达总的工作时间最小,可以得到以下线性规划形式:

其中,t

若此时雷达资源被占用,则此时调整其所占时间单元为其下个时间单元:

若该时间单元仍被占用,则仍旧按照该调整方法进行,直至冲突解决。

在200米外时,在工作时间内,不仅需要保证对所属空域的态势掌握,还要保证对威胁目标的长时间干扰,两者存在资源冲突。根据任务需求,需要尽可能保证干扰资源,因此本发明建立的核心策略思想为:在完成探测任务的前提下探测时间最小。构建的目标函数如下所示:

min T

其中,P

本发明采用IMQHOA算法进行求解。IMQHOA算法主要包括两个部分:一是同一尺度下的量子谐振子收敛过程,二是多尺度收敛过程,图6是本发明实施例提供的IMQHOA算法流程图,如图6所示,优化算法具体步骤如下:

S1(初始化):初始设置参数包括:群体参数k、采样参数m、采样范围S、初始尺度σ

S2(迭代过程):假设当前为第p次迭代,尺度为σ

S3(补偿过程):在S2中的k·m挑出性能最差的k个粒子,对挑出的粒子也按照高斯分布生成新的位置,接着与S2中产生的最优解进行比较,更新最优解。

S4(QHO收敛):计算S3中k个采样位置的标准差σ

S5(M收敛):如果σ

xor表示异或运算,若此时差异度小于最小差异度diff

本发明采用禁止信号法,图7是本发明实施例提供的禁止法频域管控图,如图7所示,探测信号和干扰信号交替工作,将探测分系统的辐射源工作频率信息存储在数据库中,当干扰系统发射干扰信号时,与数据库中存储的信息相比较,如果测出的频率覆盖本机雷达信号频率时,则禁止探测系统使用此频段信号,以保证干扰信号和探测信号在频域f上不会冲突,干扰系统不会干扰自身探测系统。

本发明能够在空、时、频域有效地解决侦干毁复杂系统中无人机探测分系统和无人机干扰分系统、无人机毁伤分系统之间的电磁频谱资源自兼容问题,既能保证探测分系统的搜索概率和跟踪概率,又能保证电子干扰分系统的干扰效果和毁伤分系统的杀伤效果。

基于上述任一实施例,本发明提供一种飞行目标防控系统的控制系统。所述飞行目标防控系统包括目标探测分系统、目标干扰分系统和目标毁伤分系统;所述目标探测分系统包含探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块;

图8是本发明实施例提供的飞行目标防控系统的控制系统的架构图,如图8所示,所述控制系统包括:

时间优化模块810,用于在每个单位时间开始时,基于目标的距离确定探测雷达模块在满足探测任务需求下的最小探测时间;

探测资源调度模块820,用于基于最小探测时间控制探测雷达模块探测目标,获取目标信息;控制跟踪雷达模块基于目标信息跟踪目标,获取跟踪信息;

干扰资源调度模块830,用于若距离超过预设距离,控制目标干扰分系统基于跟踪信息对目标进行电磁干扰,直至单位时间结束;若距离不超过预设距离,控制光电探测跟踪模块基于跟踪信息对目标进行光电探测跟踪,控制目标毁伤分系统基于光电探测跟踪模块获得的目标指引信息对目标进行硬杀伤,直至单位时间结束。

可以理解的是,上述各个模块的详细功能实现可参见前述方法实施例中的介绍,在此不做赘述。

另外,本发明实施例提供了另一种目标防控装置,其包括:存储器和处理器;

所述存储器,用于存储计算机程序;

所述处理器,用于当执行所述计算机程序时,实现上述实施例中的方法。

此外,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现上述实施例中的方法。

基于上述实施例中的方法,本发明实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在处理器上运行时,使得处理器执行上述实施例中的方法。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术分类

06120116546226