多策略雷达干扰资源分配方法研究
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多策略雷达干扰资源分配方法研究在现代战争中,雷达技术的发展使得雷达干扰成为军事作战中一种重要的战术手段。
雷达干扰资源分配方法是指在雷达干扰过程中,合理分配干扰资源以最大程度地干扰敌方雷达系统的方法。
本文将从多策略雷达干扰资源分配方法的研究背景、研究内容、研究方法等方面进行探讨。
首先,多策略雷达干扰资源分配方法的研究背景。
雷达系统在作战中起着至关重要的作用,可以提供敌方目标的识别、定位和追踪等关键信息。
因此,干扰敌方雷达系统成为一种必要手段。
然而,传统的单一策略干扰方法容易被敌方雷达系统所识别,并且对于不同的目标和环境条件效果参差不齐。
因此,多策略雷达干扰资源分配方法的研究势在必行。
其次,多策略雷达干扰资源分配方法的研究内容。
多策略雷达干扰资源分配方法研究的关键问题包括:1)如何确定合适的干扰策略,包括频率扫描、脉冲复制、脉冲冲击、频率多普勒等;2)如何确定干扰资源的合适分配比例,包括干扰发射功率、干扰波束宽度、干扰波形等;3)如何评估干扰效果,包括干扰目标的定位精度、雷达系统的识别能力等。
最后,多策略雷达干扰资源分配方法的研究方法。
多策略雷达干扰资源分配方法的研究方法包括:1)理论分析方法,通过对雷达干扰相关的理论模型和算法进行分析,为多策略干扰资源分配方法的设计提供理论依据;2)仿真实验方法,通过建立相应的仿真模型,对不同策略的干扰资源分配方案进行仿真实验,评估干扰效果;3)实际测试方法,通过在实际雷达系统中进行测试,验证多策略干扰资源分配方法的实际效果。
综上所述,多策略雷达干扰资源分配方法的研究对于提高雷达干扰效果,增强作战能力具有重要的意义。
通过对多种干扰策略的灵活组合和干扰资源的合理分配,可以有效地干扰敌方雷达系统,干扰敌方的目标识别和追踪能力,达到战术目的。
未来的研究可以进一步发展多策略雷达干扰资源分配方法,探索更加高效和适应各种作战环境的干扰方案,为军事作战提供更有力的支持。
CATALOGUE目录•引言•雷达系统概述•干扰资源分配策略•资源分配算法实现•实验与分析•结论与展望030102研究背景与意义目前,针对雷达干扰资源分配的研究主要集中在单一天线或少量天线上。
然而,在实际应用中,由于雷达系统的复杂性和不确定性,单一天线或少量天线的干扰资源分配方法往往无法满足需求。
因此,需要研究适用于多天线雷达系统的干扰资源分配方法,以提高雷达系统的整体性能。
010203研究现状与问题01研究内容02研究方法03具体研究步骤包括研究内容与方法雷达系统工作原理雷达系统组成雷达工作频段0302011发射信号信号处理数据处理控制指令探测距离精度分辨率抗干扰能力01030204雷达系统性能指标基于博弈论的分配策略纳什均衡策略合作博弈策略拍卖理论策略线性规划方法通过设定目标函数和约束条件,寻找最优解。
动态规划方法通过状态转移方程,寻找最优解。
强化学习算法通过与环境的交互,学习最优策略。
030201通过训练,学习干扰资源的分配策略。
神经网络算法通过二分类,将干扰资源分配给关键目标或者非目标。
支持向量机算法通过树的构建,寻找干扰资源的最优分配路径。
决策树算法基于博弈论的算法实现纳什均衡01动态博弈02零和博弈03动态规划整数规划神经网络支持向量机遗传算法在一个复杂环境中,雷达系统需要应对各种干扰,包括固定和移动的干扰源。
场景描述构建了一个多策略雷达干扰资源分配模系统模型根据实际情况,设定了不同的干扰源实验参数010203实验场景与设置实验结果与分析结果比较与讨论比较对象讨论内容比较方法1 2 3雷达干扰资源分配策略的有效性策略适应性的重要联合优化效果研究结论研究不足与展望简化模型与实际差距未考虑动态变化多目标优化问题。
雷达资源分配与目标跟踪算法研究雷达资源分配与目标跟踪算法研究摘要:雷达是现代军事和民用领域中重要的传感器之一,广泛应用于空中、海上和地面目标的监测与识别。
为了有效利用雷达资源并提高目标跟踪的准确性和可靠性,本文对雷达资源分配与目标跟踪算法进行了研究与探讨。
首先,介绍了雷达资源分配的背景和意义。
然后,针对不同场景提出了不同的资源分配策略,并对其进行了比较和分析。
接着,讨论了常用的目标跟踪算法,并对其优缺点进行了讨论。
最后,通过实验验证了采用不同资源分配策略和目标跟踪算法的性能,为实际应用提供了参考。
1. 引言雷达资源分配和目标跟踪是现代雷达系统中的重要课题。
传统上,雷达系统通常将所有的资源平均分配给不同的任务,这会导致一些任务的效果不佳,造成资源的浪费。
而目标跟踪是指在雷达系统中通过连续观测和跟踪目标,实现目标位置、速度和航向等参数的估计。
目标跟踪的准确性和可靠性直接影响到雷达系统的性能。
2. 雷达资源分配策略2.1 静态分配策略静态分配策略是指在设定任务前,根据任务的需求和雷达系统的性能,将雷达资源分配给不同的任务。
常见的静态分配策略有等权分配、优先级分配和随机分配等。
等权分配是将资源均匀分配给不同的任务,优先级分配是根据任务的重要性和紧急程度给予不同的优先级,随机分配是随机将资源分配给不同的任务。
静态分配策略简单并易于实现,但由于任务的需求可能会发生变化,静态分配策略无法适应动态的环境。
2.2 动态分配策略动态分配策略是指在任务执行过程中根据任务的实时需求和环境的变化,动态地将雷达资源分配给不同的任务。
常见的动态分配策略有基于信息熵的分配、基于遗传算法的分配和基于强化学习的分配等。
基于信息熵的分配通过计算任务之间的信息熵来量化任务的优先级,从而实现资源的动态分配。
基于遗传算法的分配则通过模拟自然选择和进化过程,根据任务的适应度来优化资源的分配。
基于强化学习的分配则通过建立资源分配的马尔可夫决策过程,学习最优的资源分配策略。
雷达干扰资源一对多分配方法
郭小一;袁卫卫;黄金才
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2008(033)012
【摘要】在对雷达干扰资源分配的一般优化模型和求解算法进行分析的基础上,从提高资源利用效率的角度出发,提出了目标雷达分群思想,并建立了一种新的基于一对多策略的雷达干扰资源分配模型,通过对目标雷达群的一对一分配实现对单部雷达的一对多分配.最后,对该模型中一些关键性问题进行了探讨,如任务整合、新任务参数确定、任务优先级排序、干扰机位置部署以及单目标雷达群干扰效益评估等.【总页数】5页(P22-25,29)
【作者】郭小一;袁卫卫;黄金才
【作者单位】国防科技大学信息系统与管理学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学信息系统与管理学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学信息系统与管理学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN974
【相关文献】
1.多波束干扰系统雷达干扰资源优化分配方法 [J], 徐源;王红卫;陈游;白玉
2.分层异构网中基于一对多匹配的资源分配算法 [J], 袁泉;赵瑞雪;颜飙
3.地空雷达干扰资源优化分配方法 [J], 李杰然;李东海
4.资源转移视角下的RCPSP鲁棒资源分配方法 [J], 胡雪君;王建江;崔南方;黄浩
5.面向组网雷达干扰任务的多干扰机资源联合优化分配方法 [J], 张大琳;易伟;孔令讲
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面向电磁环境的多头雷达干扰模型研究随着电磁环境的日益复杂化,雷达干扰问题愈发突出。
传统单头雷达只能实现简单的探测和跟踪任务,而多头雷达由于具有更强的探测能力和强大的抗干扰能力,成为了当今雷达技术发展的趋势。
然而,针对多头雷达干扰问题的研究还相对较少。
本文将结合雷达基础理论和实际应用,探讨面向电磁环境的多头雷达干扰模型研究。
一、多头雷达的干扰机制在多头雷达系统中,由于系统中存在多个天线和接收机,因此和单头雷达不同,多头雷达面临的干扰机制更加复杂。
这些干扰机制包括:1、内部干扰:由于天线和接收机之间存在相互影响,所以系统中的天线会互相影响,产生内部干扰。
2、外部干扰:来自雷达系统外部的干扰,包括天气、电视、手机信号和无人机等,这些干扰将直接影响雷达系统的工作效率和精度。
3、自身干扰:因为雷达接收机的动态范围限制,当接收信号强度过大时就会产生自身干扰。
4、散射干扰:当雷达发射信号和其它频段的信号在某一点重合时,就会形成散射干扰。
由于多头雷达系统的干扰机制如此复杂,因此需要综合考虑各个因素的影响,才能真正有效地提高雷达系统的抗干扰能力。
二、多头雷达的干扰分析方法在对多头雷达的干扰分析中,需要综合运用雷达基础理论和实验数据,从而建立起完整的干扰分析框架。
1、仿真分析由于多头雷达的干扰机制较为复杂,因此进行仿真分析是一种有效的方法。
通过建立雷达系统的数学模型,并应用计算机程序进行仿真实验,可以对系统的运行状况进行全面的分析。
2、实验分析通过在实验场地中进行实际测量,可以获得实验数据,以验证仿真分析的真实性和可信度。
通过实验分析,可以更加直观地观测到雷达系统的干扰情况,进一步优化系统控制与监测策略。
三、针对多头雷达干扰问题的解决方案1、抗干扰技术针对多头雷达系统中的干扰问题,可以应用一系列抗干扰技术解决。
其中包括信号处理、多普勒滤波、相位编码和波形设计等技术,这些技术都可以有效提高雷达系统的抗干扰能力,从而保证系统正常稳定的运行。
多站雷达系统协同抗有源干扰方法研究多站雷达系统协同抗有源干扰方法研究引言:随着技术的不断发展,雷达系统已经成为现代军事领域中至关重要的技术装备。
然而,在雷达系统的应用过程中,常常会遭受到有源干扰的困扰,这种干扰会导致雷达系统失去准确探测目标的能力,影响军事作战的效果。
因此,多站雷达系统协同抗有源干扰方法的研究成为了当今雷达技术领域的热点问题。
一、有源干扰对多站雷达系统的影响有源干扰是指恶意敌方利用电磁波技术对雷达系统发射出的信号进行干扰,以达到混淆、干扰、迷惑雷达系统的目的。
有源干扰对多站雷达系统的影响主要表现在以下几个方面:1. 混淆目标信息:有源干扰可以通过多种手段模仿目标的特征,使得雷达系统无法准确识别目标的位置、速度和形状,从而降低雷达系统的探测准确性。
2. 掩护敌方目标:有源干扰可以使得敌方目标的雷达反射截面积降低,从而使其在雷达系统探测范围内难以被有效识别,为敌方提供隐蔽性,增加我方雷达系统的探测难度。
3. 干扰通信链路:有源干扰可以破坏雷达系统的通信信号链路,使得雷达系统与指挥中心无法正常交流,从而影响作战指挥效果。
二、多站雷达系统协同抗有源干扰方法的研究为了应对有源干扰对多站雷达系统的影响,研究人员提出了多种协同抗干扰方法,旨在提高雷达系统的抗干扰能力和战场适应性。
以下是几种常见的协同抗干扰方法:1. 感知一体化:多站雷达系统通过共享信息,完成目标的联合定位和探测跟踪,实现信息共享与融合。
通过多站雷达系统的感知一体化,可以有效提高对干扰信号的感知能力,减少干扰的影响。
2. 多波束技术:通过在多站雷达系统中采用多波束技术,可以实现对目标的多方位、多角度探测,提高目标识别的准确性,降低干扰对目标探测的影响。
3. 自适应参数调整:针对不同的有源干扰特性,多站雷达系统可以通过自适应参数调整的方式,优化系统的工作模式。
例如,通过调整发射功率、频率、脉冲宽度等参数,使得雷达系统可以更好地适应不同干扰场景。
雷达干扰资源优化分配模型和算法研究
刘陈;刘以安;薛松
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2016(033)005
【摘要】针对敌方多目标雷达,如何合理有效的分配干扰资源,取得最佳干扰效益的问题,建立干扰资源优化分配模型.考虑到实际作战环境下的约束条件和干扰需求,对于约束条件增多时,传统算法求解速度慢.因此,提出一种将模拟退火算法应用到遗传算法中,以提高遗传算法局部搜索性能,增强遗传算法进化能力的遗传模拟退火算法.在每次进化产生下一代种群个体需经过模拟退火算法改进,并在每次迭代结束之前进行降温操作保证遗传算法和模拟退火算法具有相同的收敛方向和速度.仿真结果表明,与模拟退火算法比较,该方法具有较好的搜索最优解速度和可靠性.上述方法提供的分配方案对提高雷达干扰智能决策系统有一定的作用.
【总页数】5页(P23-26,41)
【作者】刘陈;刘以安;薛松
【作者单位】江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122;江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122;中国舰船研究院,北京100192
【正文语种】中文
【中图分类】TN955
【相关文献】
1.基于模糊专家系统的雷达干扰资源分配模型 [J], 牛庆功;张旭东;郑昌
2.多波束干扰系统雷达干扰资源优化分配方法 [J], 徐源;王红卫;陈游;白玉
3.要地防空作战雷达干扰任务分配模型研究 [J], 傅从义;何俊;王斌
4.地空雷达干扰资源优化分配方法 [J], 李杰然;李东海
5.面向组网雷达干扰任务的多干扰机资源联合优化分配方法 [J], 张大琳;易伟;孔令讲
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相控阵雷达多目标跟踪下的资源优化与资源管理方法研究相控阵雷达由于其高性能和多功能已成为雷达技术发展方向上的一个重要里程碑。
相控阵雷达波束的形成和定位只需几微秒的时间,使得几百个波束可以在一秒内产生,这些波束用于对目标进行跟踪和搜索。
同时雷达还处理天线接收到的回波,这样雷达就可以同时对多个目标进行多种操作。
由于雷达处于不同的工作方式,对雷达资源的消耗各不相同。
所以,怎样合理地调度与使用有限的雷达资源将直接关系到相控阵雷达突出优势的发挥。
本文围绕多目标跟踪下相控阵雷达的资源优化以及资源管理分别展开了相关研究。
主要工作如下:1.研究了多目标跟踪时的资源优化问题。
由于相控阵雷达跟踪多目标时,通常采用分时多波束的工作模式,因此资源优化主要是指对不同目标照射时间的优化分配。
根据目标的状态估计信息,以目标的总体跟踪性能最优作为代价函数,对雷达在各个目标方向上的照射时间进行优化,优化问题的最优解即为雷达在各目标所在方向上的照射时间。
仿真实验说明该方法可以改善目标的总体跟踪精度。
2.研究了多目标跟踪时的资源管理问题,即如何在多个跟踪任务以及搜索任务之间有效地调度相控阵雷达的波束。
换句话说,相控阵雷达在完成该时刻的任务后,要确定下一时刻的工作方式(搜索还是跟踪),就跟踪方式而言,对哪个目标进行跟踪也是一个需要进一步确定的信息。
解决资源管理问题主要有基于信息论的方法和基于协方差控制的方法。
本文将两种方法的思想相结合研究了一种改进算法,针对有特殊要求的目标按照期望跟踪精度进行跟踪,针对剩余其他没有要求的目标依照信息增量进行跟踪。
通过仿真实验说明了该方法的优点。
期望跟踪精度是根据目标的威胁度进行设置的。
针对动态变化的目标环境,根据专家知识和雷达回波获取的目标特性的先验知识,本文研究了基于层次——效益法的目标威胁度确定方法。
通过仿真实验证实它的决策结果符合人们一般思考的结果,是一种有效的方法。
1、多策略雷达干扰资源分配方法研究1.1引言1.1.1研究背景和意义在现代高科技战争条件下,电子战继海陆空三维战争之后进展成为第四维战争,电子对抗是取得制天权、制空权、制海权和战场主动权的基础和先决条件,己成为现代战争的重要组成部分,电子对抗装备是否正确使用和调度,对整个战局起着重要的作用。
雷达对抗是电子战的重要组成部分,它是以雷达为要紧作战对象,通过电子侦察猎取敌方雷达、携带雷达的武器平台和雷达制导武器系统的技术参数及军事部署情报,并利用电子干扰、电子欺诈和电子攻击等软、硬杀伤手段,削弱、破坏敌方雷达的作战效能而进行的电子斗争。
雷达是对远距离目标进行无线电探测、定位、测轨和识别的电子系统,是迄今为止最为有效的远程电子探测设备之一。
它依照雷达目标对电磁波的散射来判定目标的存在,并确定目标的空间位置[1]。
雷达具有极广泛的用途,是重要的信息战装备,具有全天候、远距离、大面积监视能力,这使它在信息猎取中具有关键的作用。
破坏敌方雷达的有效使用,就可造成敌方雷达迷盲、武器失控、指挥和操纵失效、斗争力丧失。
通过第二次世界大战及战后几场局部战争的考查和近代雷达对抗技术进展的推动,雷达对抗己成为当代电子战和军事电子领域中进展最为活跃的技术领域之一。
1.1.1.1 问题提出在现代战争中,电子对抗战场环境复杂多变,我们所面对的敌方雷达目标往往有专门多个,在同一时刻需要干扰的雷达目标也有几个甚至几十个,而我方可用的干扰资源往往也有几个到几十个,但一样是专门有限的。
那么如何合理充分地利用干扰资源,让既有的干扰资源猎取更大的作战效益,就成了战场指挥员所面临的棘手问题。
专门多情形下,指挥员差不多上凭自己的体会来分配干扰任务,然而当敌方雷达数量专门多,或者战场环境专门复杂时,这种体会手动分配可能会带来严峻的后果。
雷达干扰资源分配是指在雷达侦察的基础上,针对敌方雷达的数量、威逼程度、威逼时刻,结合我方现有的干扰资源以及战术要求,运用各种干扰资源分配技术,对干扰资源进行任务分配的过程[2]。
基于强化学习的一对多雷达干扰资源分配策略研究
尚熙;杨革文;戴少怀;蒋伊琳
【期刊名称】《空天防御》
【年(卷),期】2022(5)1
【摘要】针对干扰机一对多情形下的干扰突防问题,提出了一种基于强化学习的一对多干扰情形下的干扰资源分配方法,引入干扰辐射能量比和突防距离比作为评价指标,并对DQN(deep Q network)和Dueling-DQN算法引入动态调整的奖励值以增强算法的收敛能力。
结合一对多干扰突防场景,对两种算法进行了验证,实验结果验证了两种算法的可行性及差异性,实现了对于干扰资源在干扰功率、时长、干扰样式及干扰雷达选取的资源分配能力,满足了一对多情形下的干扰资源实时、动态的分配需求。
【总页数】8页(P94-101)
【作者】尚熙;杨革文;戴少怀;蒋伊琳
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院;上海机电工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN974;TP181
【相关文献】
1.基于改进遗传算法的雷达组网干扰资源分配问题研究
2.基于贴近度的雷达干扰资源分配策略研究
3.基于学习自动机的雷达干扰资源分配研究
4.基于最大策略熵深度强化学习的通信干扰资源分配方法
5.基于强化学习的雷达干扰决策技术综述
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1、多策略雷达干扰资源分配方法研究1.1引言1.1.1研究背景和意义在现代高科技战争条件下,电子战继海陆空三维战争之后发展成为第四维战争,电子对抗是取得制天权、制空权、制海权和战场主动权的基础和先决条件,己成为现代战争的重要组成部分,电子对抗装备是否正确使用和调度,对整个战局起着重要的作用。
雷达对抗是电子战的重要组成部分,它是以雷达为主要作战对象,通过电子侦察获取敌方雷达、携带雷达的武器平台和雷达制导武器系统的技术参数及军事部署情报,并利用电子干扰、电子欺骗和电子攻击等软、硬杀伤手段,削弱、破坏敌方雷达的作战效能而进行的电子斗争。
雷达是对远距离目标进行无线电探测、定位、测轨和识别的电子系统,是迄今为止最为有效的远程电子探测设备之一。
它根据雷达目标对电磁波的散射来判定目标的存在,并确定目标的空间位置[1]。
雷达具有极广泛的用途,是重要的信息战装备,具有全天候、远距离、大面积监视能力,这使它在信息获取中具有关键的作用。
破坏敌方雷达的有效使用,就可造成敌方雷达迷盲、武器失控、指挥和控制失效、战斗力丧失。
经过第二次世界大战及战后几场局部战争的考验和近代雷达对抗技术发展的推动,雷达对抗己成为当代电子战和军事电子领域中发展最为活跃的技术领域之一。
1.1.1.1问题提出在现代战争中,电子对抗战场环境复杂多变,我们所面对的敌方雷达目标往往有很多个,在同一时间需要干扰的雷达目标也有几个甚至几十个,而我方可用的干扰资源往往也有几个到几十个,但一般是很有限的。
那么如何合理充分地利用干扰资源,让既有的干扰资源获取更大的作战效益,就成了战场指挥员所面临的棘手问题。
很多情况下,指挥员都是凭自己的经验来分配干扰任务,但是当敌方雷达数量很多,或者战场环境很复杂时,这种经验手动分配可能会带来严重的后果。
雷达干扰资源分配是指在雷达侦察的基础上,针对敌方雷达的数量、威胁程度、威胁时间,结合我方现有的干扰资源以及战术要求,运用各种干扰资源分配技术,对干扰资源进行任务分配的过程[2]。
雷达干扰资源分配合理与否是直接影响作战效果的重要因素之一,为了最大限度的利用我方干扰资源,最有效地干扰敌方威胁雷达,必须合理分配我方有限的干扰资源。
本章研究的雷达干扰资源分配的作战思想是这样的:在空中进攻作战中,空袭方(我方)作战飞机按照上级规定的空袭任务实施空中突击。
为了掩护空袭飞机的安全,推迟防空方(敌方)雷达对我方作战飞机的发现时间,除使用硬摧毁手段进行先期火力打击外,还将利用电子对抗手段干扰压制敌方的搜索雷达以及预警雷达系统,以缩小雷达的探测区域,降低其探测能力,保障我进攻作战任务的顺利完成。
本章内容以空中进攻作战为背景,讨论在攻击航线确定的条件下,为有效降低敌方雷达的探测能力,而应采取的最佳干扰资源分配决策。
为明确讨论,将问题进一步限定为:在完成了目标雷达威胁分析、干扰任务分析、干扰参数选择、干扰机(站)位置预先配置的情况下,为实现我方雷达干扰资源实时有效地干扰一组威胁目标,决定具体用哪一部或者哪几部干扰机干扰哪一部威胁雷达,以达到最佳的整体干扰效益。
雷达干扰资源分配实际上是雷达干扰任务计划的一部分,一般作战任务计划过程包括任务分解和任务资源分配两部分。
在这里,雷达干扰作战的任务分解是根据雷达侦察获取的敌方雷达目标数量、雷达参数和性质、型号和性能等情报,经态势分析判定其用途和对我方军事行动(目标)的威胁程度以及需干扰时间,然后结合我方被保卫目标的重要程度,来综合确定对雷达的干扰顺序。
本章是在这部分工作的基础上进行的,即只研究任务序列确定后的资源分配。
1.1.1.2雷达干扰资源分配算法研究的意义雷达干扰资源分配一直是个十分棘手的问题。
由于电子战的特点及其任务计划的高度不确定性、高度复杂性以及时间紧迫性等特点,使得雷达干扰资源分配成为作战指挥不可缺少的计划过程。
在当前作战过程中,利用计算机进行任务计划的辅助生成,是提高指挥员的谋略水平与指挥能力,促进决策更加科学化和军事理论研究发展的重要手段。
资源分配方案的生成是一个计划演进求精的过程。
制定分配方案的目的是在应急形势下,基于不完整、不精确、多变化的战场信息,快速、正确地预测并处理战场不确定性,提高资源分配的质量和效率,从而提高指挥的正确性、及时性与稳定性。
为了合理分配干扰资源以取得最佳的或满意的整体干扰效果,我们有必要对雷达干扰作战的资源分配方法进行探索。
雷达干扰资源分配是电子对抗领域的一个重要研究课题,合理的干扰资源分配可以使有限的干扰资源发挥最佳的干扰效果。
研究结果将给指挥人员提供一个较优的辅助任务计划方案,在对雷达实旌电子干扰作战的各个阶段,为指挥员进行干扰决策指挥提供科学的辅助参考,从而大大提高作战资源利用率,缩短作战总使命的完成时间,提高作战效率,减少作战平台资源及兵力损耗。
1.1.2国内外研究现状和发展趋势1.1.2.1雷达干扰资源分配原则一般根据以下两种战术原则进行干扰任务分配决策[3]。
(一)一对一原则。
包括以下两种情况:1)一部干扰机在同一时刻只对一部雷达进行干扰,在整个过程中,同一部干扰机可干扰多部雷达,即干扰机可以重复利用;2)对每一部雷达,在整个过程中只分配一部干扰机。
在干扰资源比较紧张的情况下,根据一对一原则进行干扰任务分配,可以尽可能多的对敌方雷达实施干扰,缺点是不能保证对每一部雷达的干扰都有效。
(二)多对一原则。
包括以下两种情况:1)一部干扰机在同一时刻只能干扰一部雷达,在整个过程中,同一部干扰机可干扰多部雷达;2)对每一部雷达,在整个过程中可分配多部干扰机。
根据多对一原则进行干扰任务分配,主要是为了抓住主要矛盾,以便对敌方威胁程度大的雷达进行重点干扰,缺点是当我方干扰机数量不是足够多,或者敌方雷达数量很多时,容易造成漏干扰。
早期的雷达对抗,都是“点对点”的对抗,即用一部干扰机对付一部雷达。
在实际的干扰战术应用时,“面对点”、“点对面”和“面对面”干扰的情况均有出现。
例如,为了对付非常重要的目标(预警机雷达等),就需要“面对点”的干扰,当单个作战平台遇到多方向的攻击时,就需要“点对面”的干扰。
随着雷达对抗技术的发展,现代雷达广泛采用多雷达冗余覆盖,或多雷达组网工作。
相应地,雷达对抗也正在向“面对面”的方向发展,即应用多部分布在不同空域或地域上的干扰机同时对特定区域内的多部雷达实施干扰[4]。
相应地,对抗方式由点到面、点面结合的发展趋势[4]对干扰资源分配技术也提出了新的挑战。
因此,为了满足现代雷达对抗的需要,本章在上述一对一、多对一原则的基础上,针对“点对面”和“面对面”对抗,又提出了一对多和多对多的分配策略。
1.1.2.2雷达干扰资源分配算法关于雷达干扰资源分配问题的研究,主要有下面几种算法。
(一)传统的动态规划算法[5]过去,一般采用传统的动态规划算法来解决雷达干扰资源分配问题。
这在把雷达干扰效果当作一个综合评价值时是可以接受的。
其具体做法是忽略像干扰样式等一些难以处理的因素,把雷达干扰资源视作一种普通的资源,将其分配问题简化成普通的单目标规划问题,进而采用传统的动态规划模型来求解。
这种简化虽然可以减少计算量,降低问题的复杂性,但同时精确性也大为降低,因此往往不太符合实际情况。
(二)模糊多属性动态规划模型[5]由于干扰效果不是一个给定的综合评价值,而是与很多因素有关,如干扰频率、干扰功率、干扰时机和干扰样式等,又由于各指标对干扰效果影响的模糊不确定性,使得雷达干扰资源分配问题实际上是一类典型的多阶段模糊多属性决策问题。
模糊多属性动态规划模型利用多属性决策方法和模糊集理论,解决了雷达干扰资源分配问题中的多因素和模糊性问题。
这种方法利用专家知识,通过模型运算,实现多阶段多属性整体优化,因而能够快速合理地进行雷达干扰资源分配,达到最佳整体效果。
但是,由于各雷达/任务重要性加权系数的不同,即使一部干扰机对两部雷达产生相同的干扰效果,它们对于完成整个作战使命的贡献也是不一样的,因此,简单地将干扰效果作为动态规划的目标值是不合适的。
本章将由干扰效果和与之相对应的目标雷达权重所共同确定的对作战效能的影响程度定义为干扰效益,对传统的模糊多属性动态规划模型做出了改进,将其目标函数由干扰效果最大化改为干扰效益最大化。
本章后面小节所要讨论的单目标雷达任务干扰资源分配模型就是以这种改进后的模糊多属性动态规划算法为核心实现的。
(三)智能雷达干扰决策支持系统IDSSRJ(TheIntelligentDecisionSupportSystemofRadarJamming)[6]智能雷达干扰决策支持系统就是为适应现代电子战态势瞬息万变、情况多种多样的特点而应用于地对空雷达干扰作战指挥的智能决策支持系统。
其主要功能包括:预先决策、干扰资源配置、干扰方案拟定和干扰效果综合评估等。
其中干扰方案拟定包括:干扰参数的决策、干扰时机的决策、干扰资源分配以及干扰效果评估。
IDSSRJ运用分级模糊综合评估技术对各种干扰方案的雷达干扰效果进行综合评价,然后根据评价结果,选择最优干扰方案。
干扰资源分配技术是雷达干扰智能决策支持系统中的核心内容,如何快速对现有资源进行合理地分配直接关系到该雷达干扰智能决策支持系统的成败。
根据分配决策时所依据的战术原则以及决策问题规模的大小,智能雷达干扰决策支持系统(IDSSRJ)提出了三种不同分配技术,用三种不同的方法解决雷达干扰资源分配问题。
第一种方法:在一对一分配原则中,由于各阶段的状态较少,且各状态满足无后效性,因此系统采用多级优化动态资源分配算法,就是上面所说的模糊多属性动态规划算法。
该方法能够在我方干扰机的数量和敌方数量威胁雷达相等的情况下快速地找到最优的或者合理的分配决策方案,不足之处在于当系统规模较大时运算速度比较慢。
第二种方法:在多对一分配原则中,对于较小规模的分配决策,在系统运行速度允许的条件下,采用全空间搜索算法。
同样,该方法能够在我方干扰资源充足的情况下给出最优的分配方案。
第三种方法:在多对一分配原则中,对于较大规模的分配决策,系统采用随机抽样资源分配算法,该算法能够快速找到一种合理的干扰资源分配方案,但它却不是最优的分配方案。
当系统的决策规模较大时,采用全空间搜索机制必将面临“组合爆炸”问题,从而使系统无法运行,给不出分配方案。
在分配合理性上,多级优化动态资源分配算法采用分阶段优化技术,由于保证每个阶段都是最优解,因此最后的分配决策方案也是最优的:全空间搜索算法在所有解空间进行搜索,这种方法以牺牲搜索时间来保证分配决策方案的最优化;而随机抽样资源分配算法,可以获得合理的或者满意的分配决策方案。
在分配速度上,多级优化动态资源分配算法采用分阶段优化技术,由于在每个阶段都抛弃了大量的劣质解,因此大大提高了分配速度;而全空间搜索算法主要是应用于小规模分配决策,其决策速度也很快;而随机抽样资源分配算法,以牺牲决策方案效益的方式来保证决策速度。