[发明专利]基于聚类分析的组网雷达系统探测威力计算方法

说明书

本发明公开了一种基于聚类分析的组网雷达系统探测威力计算方法，主要通过K‑Means聚类模型对组网雷达系统中的部署雷达进行聚类分析，将组网雷达系统分成k个组网雷达子系统。先并行计算各组网雷达子系统的探测威力，再各组网雷达子系统的探测威力计算组网雷达系统的总探测威力。本发明主要面向低空组网雷达系统所在的城市密集建筑环境条件，对低空组网雷达系统融合威力覆盖的快速并行仿真计算，为高效快速评估组网雷达系统的威力覆盖能力、组网雷达系统部署方案优化、预警探测仿真等提供了有力保障。

技术领域

本发明涉及组网雷达低空监视技术领域，具体涉及一种基于聚类分析的组网雷达系统探测威力计算方法。

背景技术

随着我国城市化和全球化进程的推进，发展涌现了一批特大城市、及城市集群，城市的建筑集群规模也随之不断壮大。同时伴随着科技进步，低空空域的逐步开放，低慢小目标(指具有飞行在低空或超低空、飞行速度较慢且相对于探测雷达的有效散射截面积较小等特征的一类目标)如小型无人机得以迅猛发展应用。同时，低慢小目标逐渐暴露出一些安全威胁及隐患，其飞行的低空域、高动态、目标小等特性，对我国城市尤其是城市建筑密集区域的低空预警监视能力形成一定的挑战。

城市建筑环境下，基于民用基础设施的低空预警组网雷达系统提供了城市低空预警探测能力。随着城市规模的不断发展，组网雷达系统中需要部署几十甚至上百部低空雷达才能有效覆盖城市密集建筑区域，如何对快速高效的评估组网雷达系统的实际威力覆盖范围是亟待解决的问题。

现有的评估组网雷达系统探测威力的方法中，循环遍历的方法是采用逐一计算，逐一融合的方式，其计算时间较长、效率低下；基于分治法的方法采用了逐一计算，分治融合的方式，其单雷达威力计算效率低，且分治融合过程中存在雷达之间部署位置距离较远导致无效融合的情况，效率相对较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于聚类分析的组网雷达系统探测威力计算方法，通过先聚类分析，再将并行计算与分治计算相结合的方式，实现组网雷达系统探测威力快速高效的仿真计算，为高效精准评估组网雷达系统的威力覆盖能力、组网雷达系统部署方案优化、预警探测仿真等提供了有力保障。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于聚类分析的组网雷达系统探测威力计算方法，包括：

步骤一、基于组网雷达系统中各雷达的部署位置进行聚类，将组网雷达系统分成k个组网雷达子系统；

步骤二、并行计算各组网雷达子系统的探测威力；

步骤三、根据各组网雷达子系统的探测威力，计算组网雷达系统的总探测威力。

进一步地，计算各组网雷达子系统的探测威力为：

并行计算组网雷达子系统中单个雷达的探测威力，采用分治算法将各个雷达的探测威力进行两两融合，得到组网雷达子系统的探测威力；

所述单个雷达的探测威力的计算方式为：并行计算单个雷达中各方位角下的实际垂直波瓣数据，综合实际垂直波瓣数据，得到单个雷达的探测威力。

进一步地，所述步骤三中，计算组网雷达系统的总探测威力为：采用分治算法将各组网雷达子系统的探测威力两两融合，得到组网雷达系统的总探测威力。

进一步地，所述单个雷达的探测威力的计算，具体包括：

步骤a1、根据雷达部署位置与建筑物数据，通过射线相交法获取单个雷达的遮蔽数据；

步骤a2、比较雷达的理论探测距离和遮蔽数据中包括的遮蔽距离，取最小值得到实际探测距离；对每个仰角下雷达的实际探测距离取并集，得到当前方位角下的实际垂直波瓣数据；

步骤a3、对所有方位角下的实际垂直波瓣数据取并集，得到雷达的探测威力。