運(yùn)用多星在海洋中搜索動(dòng)目標(biāo),當(dāng)動(dòng)目標(biāo)失去聯(lián)系或者目標(biāo)存在戰(zhàn)術(shù)意圖時(shí),這種不確定動(dòng)目標(biāo)搜索將變得極為困難。建立搜索圖描述搜索的環(huán)境模型,提出了一種解決多星搜索動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題的方法。利用信息融合的信息更新搜索圖,并根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方法再次更新搜索圖,動(dòng)態(tài)規(guī)劃整個(gè)多星搜索動(dòng)目標(biāo)過(guò)程。衛(wèi)星搜索策略是最大化目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性,能夠有效地解決多星搜索動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題。 

【文章來(lái)源】：火力與指揮控制. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【圖文】：

平均目標(biāo)發(fā)現(xiàn)個(gè)數(shù)隨衛(wèi)星過(guò)境次數(shù)變化

時(shí)間內(nèi)的最大活動(dòng)范圍。為了量化描述與簡(jiǎn)化搜索決策的解空間，把任務(wù)區(qū)域R劃分為NG網(wǎng)格，編號(hào)為1~M。網(wǎng)格的邊長(zhǎng)取決于動(dòng)目標(biāo)速度v在一個(gè)決策周期內(nèi)移動(dòng)距離。可劃分為NE相等的決策周期為，的所有離散時(shí)間點(diǎn)。NS顆衛(wèi)星在固定軌軌道運(yùn)行過(guò)程中，在內(nèi)共有NA次過(guò)境R，利用星載遙感器實(shí)施觀測(cè)，搜索在網(wǎng)格間運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。伴隨著搜索的進(jìn)行，衛(wèi)星觀測(cè)獲得環(huán)境信息，并對(duì)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在此預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)規(guī)劃整個(gè)多星搜索動(dòng)目標(biāo)過(guò)程，直到搜索任務(wù)時(shí)間結(jié)束。衛(wèi)星搜索動(dòng)目標(biāo)示意圖如圖1所示。圖1衛(wèi)星搜索動(dòng)目標(biāo)示意圖成像衛(wèi)星的星載遙感器通常具有側(cè)向擺動(dòng)能力，星載遙感器根據(jù)側(cè)擺角垂直與衛(wèi)星軌道進(jìn)行擺動(dòng)觀測(cè)來(lái)擴(kuò)大觀測(cè)范圍。在衛(wèi)星可觀測(cè)范圍內(nèi)，依據(jù)衛(wèi)星的側(cè)擺角可劃分多條可觀測(cè)條帶。在內(nèi)有衛(wèi)星對(duì)R進(jìn)行觀測(cè)，衛(wèi)星s琢的觀測(cè)條帶集合為。每次只能從條帶集合中選擇一個(gè)條帶進(jìn)行觀測(cè)。由于星載遙感器探測(cè)性能的不完善，因此，探測(cè)結(jié)果可由探測(cè)概率pd和虛警概率pf來(lái)描述。探測(cè)概率是指動(dòng)目標(biāo)在T時(shí)間內(nèi)處于某一網(wǎng)格中，星載傳感器能夠發(fā)現(xiàn)此目標(biāo)的概率；虛警概率是指某一網(wǎng)格中不存在動(dòng)目標(biāo)，而星載傳感器認(rèn)為在該網(wǎng)格中發(fā)現(xiàn)動(dòng)目標(biāo)的概率。探測(cè)概率和虛警概率會(huì)受到衛(wèi)星傳感器側(cè)擺輕微的影響。為方便討論與處理，本文假設(shè)這些影響忽略不計(jì)且所有衛(wèi)星攜帶同質(zhì)的星載遙感器。2問(wèn)題建模針對(duì)多星搜索動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題，建立搜索圖描述目標(biāo)和環(huán)境信息的環(huán)境模型。pi（t）為目標(biāo)存在于網(wǎng)格i中的概率。本文搜索動(dòng)目標(biāo)的過(guò)程中，在T內(nèi)衛(wèi)星集合為，依次過(guò)境R對(duì)動(dòng)目標(biāo)搜索，夏忠，等：基于信息融合的多星搜索動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題·21·1161

獾乃閹魍幾?履Ｐ?在tk時(shí)刻更新搜索圖后，距離下次衛(wèi)星觀測(cè)更新的時(shí)間，目標(biāo)仍將繼續(xù)在搜索圖中運(yùn)動(dòng)。由于動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)方向未知，因此，建立目標(biāo)移動(dòng)預(yù)測(cè)模型，對(duì)目標(biāo)在時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。本文采用馬爾可夫的概率轉(zhuǎn)移來(lái)再次更新搜索圖，降低衛(wèi)星搜索過(guò)程中因目標(biāo)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的不確定性。在目標(biāo)當(dāng)前狀態(tài)已知的情況下，其將來(lái)狀態(tài)只與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)去狀態(tài)無(wú)關(guān)，因此，可采用馬爾可夫過(guò)程來(lái)描述動(dòng)目標(biāo)的移動(dòng)狀態(tài)。設(shè)搜索圖網(wǎng)格空間為，表示在tk時(shí)刻目標(biāo)處于編號(hào)為i的網(wǎng)格中。如圖2所示，構(gòu)建3×3網(wǎng)格的情況下，基于馬爾可夫過(guò)程的動(dòng)目標(biāo)移動(dòng)示例。圖2目標(biāo)運(yùn)動(dòng)示意圖一個(gè)決策周期T可用一個(gè)時(shí)間間隔駐t表示。（i，j）表示移動(dòng)目標(biāo)當(dāng)前處于i網(wǎng)格，經(jīng)過(guò)駐t后轉(zhuǎn)移到網(wǎng)格j的可能路線。假設(shè)移動(dòng)目標(biāo)最初的位置在·22·1162

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向多障礙物海面衛(wèi)星搜索動(dòng)目標(biāo)方法[J]. 張海龍,夏維,胡笑旋,楊斌,湯航.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2018(10)
[2]衛(wèi)星搜索移動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題中的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方法研究[J]. 慈元卓,賀仁杰,徐一帆,譚躍進(jìn).  控制與決策. 2009(07)

碩士論文
[1]具有感知能力的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)多無(wú)人機(jī)協(xié)同搜索方法研究[D]. 劉艷紅.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]無(wú)人機(jī)地面站與航跡規(guī)劃的研究[D]. 趙婷婷.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3464639