1.基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:在目标i跟踪的过程中,探测方携带m个主动传感器构成多主动传感器平台,每一个主动传感器都具有不同的峰值功率;设定探测方与目标的初始状态信息、量测噪声协方差R、最小临界距离d_min;
步骤2:对跟踪目标i进行探测以及量测数据采样,获取目标i的参数信息:具体的,所述目标i的参数信息包括攻击能力q、干扰能力j、目标类型k、航向角o、高度c、隐身性能g、距离r、速度l,通过以上参数信息利用动态模糊贝叶斯网络对目标威胁度进行评估;其中,目标i的攻击能力q、干扰能力j、目标类型k、隐身性能g属于离散型影响因素,{q,j,k,g∈(0,1)},由专家经验直接给定数值;目标i的航向角o、高度c、距离r、速度l属于连续型定量影响因素,通过映射函数计算数值;
步骤3:根据步骤2所述的目标i的参数信息计算出威胁度影响因素值C=[q,j,k,o,h,g,v,d],从而计算威胁能力μ_1(q,j)隐含层节点概率、打击意图μ_2(k,o,h)隐含层节点概率、攻击机会μ_3(g,v,d)隐含层节点概率;
步骤4:通过步骤3计算出的威胁能力μ_1(q,j)隐含层节点概率、打击意图μ_2(k,o,h)隐含层节点概率、攻击机会μ_3(g,v,d)隐含层节点概率,利用贝叶斯网络概率传递计算目标威胁度N;
步骤5:计算主动传感器信号被跟踪目标i截获的概率W,由于每一个主动传感器具有不同的峰值功率pi,因此通过峰值功率以及主动传感器脉冲发射次数计算截获概率W,同时结合步骤4求出的目标威胁度N,计算探测方所受目标i的威胁风险Q;
步骤6:利用探测方主动传感器预测协方差阵P_pre,以及量测噪声协方差R,计算主动传感器的跟踪精度O;
步骤7:根据距离以及环境态势将跟踪过程分为四个阶段:远距离阶段、辐射风险增长阶段、近距离阶段、火控阶段;根据不同阶段对跟踪精度权重λ,以及威胁风险权重1‑λ计算效能函数E,随后遍历m个主动传感器,选择效能函数E值最小的主动传感器;
步骤8:利用步骤7选择的主动传感器对目标i进行跟踪,通过扩展卡尔曼滤波对量测信息进行滤波更新,获取更新后目标i状态估计值 预测协方差P_pre,并通过目标i状态估计值 计算探测方与跟踪目标的距离d;
步骤9:重复步骤2至步骤8,直到探测方与跟踪目标之间的距离d达到最小临界值d_min时,则跟踪结束。
2.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤2中所述的航向角o、高度c、距离r、速度l通过以下映射函数计算数值:航向角o:
高度c:
距离r:
速度l:
其中,{o,c,l,r∈(0,1)};θk,i,hk,i,vk,i,dk,i分别为目标i在k时刻的航向角、高度、速度、与探测方之间的距离;f1,f2,f3,f4分别为对应的航向角系数、高度系数、速度系数、距离系数。
3.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤3中所述的计算威胁能力μ_1(q,j)隐含层节点概率、打击意图μ_2(k,o,h)隐含层节点概率、攻击机会μ_3(g,v,d)隐含层节点概率采用以下方法:威胁能力μ_1(q,j)分为强、中、弱三个等级,由攻击能力q、干扰能力j融合获得,则威胁能力隶属度函数如下:
其中,ln∈{1,2,3},δ1为标准差, 分别为攻击能力q、干扰能力j对应的权重;求出威胁能力μ_1(q,j)三个等级数值后,作归一化处理,得到威胁能力μ_1(q,j)隐含层节点概率;
打击意图μ_2(k,o,h)模糊子集分为大、中、小三个等级,由目标类型k、航向角o、高度c融合而成,则打击意图隶属度函数如下:其中,lm∈{1,2,3},δ2为标准差, 分别为目标类型k、航向角o、高度c对应的权重;求出打击意图μ_2(k,o,h)三个等级数值后,作归一化处理,得到打击意图μ_2(k,o,h)隐含层节点概率;
攻击机会μ_3(g,v,d)模糊子集分为大、中、小三个等级,由隐身性能g、速度l、距离r融合而成,则攻击机会隶属度函数如下:其中,ly∈{1,2,3},δ3为标准差, 分别为隐身性能g、速度l、距离r对应的权重;求出攻击机会μ_3(g,v,d)三个等级数值后,作归一化处理,得到攻击机会μ_3(g,v,d)隐含层节点概率。
4.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤4中所述的目标威胁度N的计算方法为:其中i∈{1,2,...,n},代表存在n个隐含层节点,且n=3,j∈{1,2,3,...,k},代表威胁度N有k种情况,并利用重心法求出目标威胁度N。
5.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤4中所述的计算截获概率W和计算探测方所受目标i的威胁风险Q的方法为:截获概率W:
其中,pfi为目标探测系统的虚警概率,SNR为目标探测系统接收信号的信噪比,Tc为主动传感器控制周期,Ti为主动传感器单次脉冲发射周期;
探测方所受W的威胁风险Q:
6.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤6中所述的利用探测方主动传感器预测协方差阵P_pre,以及量测噪声协方差R,计算主动传感器的跟踪精度O的方法为:其中,P_pre为主动传感器预测协方差阵,R为主动传感器量测噪声协方差阵。
7.根据权利要求1所述的基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法,其特征在于:步骤7中所述的计算效能函数E的方法为:跟踪精度权重λ:
其中,η1,η2,η3为权重影响因子;
效能函数E: