一种基于系数加权的双频雷达数据动态平滑过渡方法

一种基于系数加权的双频雷达数据动态平滑过渡方法

韩英

江南机电设计研究所   贵州省贵阳市  550000

摘要：为了提高杀伤威力和抗干扰性能，防空武器系统将采用多个不同体制、不同频段雷达测量的目标数据进行分段制导，由于不同雷达的测量精度差异较大，系统在切换制导信息源时，会对制导回路性能造成较大影响。因此，为避免信息源切换对制导回路的影响，本文提出了一种基于系数加权的双频雷达数据动态平滑过渡方法。

关键词：双频雷达  系数加权  平滑过渡

1 引言

随着电子科学技术的广泛应用和现代化作战手段的不断发展，面对日益复杂的电磁环境及各种隐身目标和低空飞行目标，如果使用单部、同一频段的雷达进行作战容易受到各种干扰和欺骗，且单一雷达提供的目标信息已无法满足现代综合作战的需求。因此，利用多部雷达对同一个目标的某一个属性或多个属性进行测量、并进行数据融合，进而分析该目标的特性信息，已成为防空武器系统的重要研究方向。

多部雷达防空系统与传统的单个探测设备相比，可提高探测能力、反隐身能力及其抗干扰能力等，变向处理更强的作战能力，但由于不同雷达采用的体制、工作频段不一样，测量的目标信息精度存在差异，在进行信息源切换时，会给防空武器系统制导回路造成很大的冲击，因此防空武器系统在切换制导信息源时，需进行动态平滑过渡，采用多项式系数加权法，可实现来自不同雷达测量数据的动态平滑过渡，并通过仿真对比，本文提出的多项式系数加权法比线性加权法具有更好的平滑效果。

2 多项式系数加权法

设在同一时刻，双频雷达对同一目标进行测量，获得了2个测量值（信息源1），（信息源2），若的真实性越高，则被其余数据所支持的程度就越高，即这2个双频雷达测量数据接近真值的程度由数据，自身来确定。

设测量数据间的相对距离为，则有如下的表达式：

，……………………………………（1）

从上式可以看出，越大，两数据间的差别就越大，也即两数据间的相互支持度就越小。进而定义支持度函数：

……………………………………（2）

那么，越大，支持度函数的值将越小；当取得最大值时，支持度函数的值为零；从式（2）可知，数据对自身的支持度函数的值为1。可见，在上的取值为［0,1］。据此即可建立支持度矩阵：

……………………………………（3）

支持度矩阵R中的每一个数据都表示了两数据间的相互支持程度，我们希望求出某一数据受其他数据的总支持程度，这就需要确定第i个测量数据在全体测量数据中自身的权系数，且有

……………………………………（4）

设存在非负数，，使得

……………………………………（5）

写成矩阵形式，有：

……………………………………（6）

其中：

，，由于R存在最大模特征值，并且

……………………………………（7）

可得到特征向量，，则有

……………………………………（8）

则可求得第i个测量数据的权系数，由此可得最终测量结果为：

……………………………………（9）

根据上述理论，为实现双频雷达测量数据的过渡，则在过渡过程中，信息源1测量数据的权系数越来越小，信息源2测量数据的权系数越来越大，即信息源1测量数据对信息源2测量数据的支持度越来越小，直至完成过渡到信息源2的测量数据。

基于上述理论，本文提出了一种用于双频雷达数据平滑过渡的多项式系数加权法，其中，信息源1的权重系数按公式10求取，信息源2的权重系数按公式11求取。

（多项式）…………（10）

（多项式）………（11）

3  仿真对比分析

本文根据某信息源1和信息源2探测目标的信息进行过渡仿真。目标斜距大于60km时，只有信息源1，在目标斜距小于60km后既有信息1也有信息源2，从60km处开始进行信息源的切换，采用线性系数加权法和多项式系数加权法从信息1过渡到信息源2的仿真结果如图1～图3所示。

图1  大地系平滑过渡的高低角误差

图2  大地系平滑过渡的方位角误差

图3  大地系平滑过渡的斜距误差

根据图1～图3仿真结果可知，多项式系数加权法可实现数据信息源1到信息源2的平滑过渡，且比线性系数加权法过渡效果更好。

4  总结

为实现防空武器系统中不同体制、不同频段雷达间制导信息的动态平滑过渡，本文提出了一种基于系数加权的双频雷达数据动态平滑过渡方法，并进行了仿真验证，仿真结果表明该方法数据动态平滑过渡有效。

参考文献

[1] 董国．弹炮结合防空武器系统数据融合处理技术研究[D]，西安电子科技大学，2017．