基于自适应数据率控制的相控阵雷达实时任务调度技术-研究

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1、AStudyofReal-timeTaskSchedulingTechnologyBasedonAdaptiveData-rateControlinPhasedArrayRadarAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinNavigation,GuidanceandControlByYaoFeiSupervisor:LiMingProfessorNovember2015万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创

2、新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识

3、产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要相控阵雷达可在微秒量级上进行波束捷变，是雷达体制的重要跨越。相控阵雷达打破了常规机械扫描雷达在扫描方式、发射功率和驻留时间等方面固定不变的限制，提升了雷达工作性能和能力，其在机载航空领域的应用，可较大的提高作战飞机航电系统执行任务的

4、能力和可靠性，已成为机载火力控制、监视和侦察雷达的主流体制。由于相控阵雷达从空间、时间、频率、能量和处理等维度，具备了更多可控自由度，通过对相控阵雷达系统资源的智能化管理和应用，可最大限度地发挥系统优势。近年来，国内机载相控阵雷达开始在型号研制中得到应用，但雷达资源管理方面的研究与欧美军事强国还有一定的差距，开展相控阵雷达系统资源管理方面的技术与方法研究，对增强与充分发挥相控阵雷达系统的工作效能有着重要理论意义与工程实践意义。任务数据控制技术和任务调度与决策技术是机载相控阵雷达资源管理技术的重要研究领域，目前，求解跟踪数据率的算法很多，但大多没有考虑采样间隔时间

5、与跟踪算法、任务调度等因素以及他们之间的关系，如何正确选取跟踪采样间隔时间进行实时任务调度还缺乏仿真论证。本文以目标航迹跟踪滤波协方差理论为基础、开展了自适应数据率控制、实时任务调度等技术研究，提出了相应解决方法，并通过仿真验证了方法的有效性。主要工作如下：1.研究了目标航迹跟踪滤波协方差理论，以经典卡尔曼滤波为基础，介绍了应用扩展卡尔曼滤波和交互式多模型计算航迹跟踪滤波协方差的方法。2.研究了自适应数据率控制问题。给出了公式法、递推法、预测协方差门限法和预先定义协方差门限法等四种期望回访时间的计算方法，对公式法和预先定义协方差门限法进行了仿真比较，结果证明公式

6、法更适合机载条件下对跟踪数据率的计算，以其为基础给出了基于航迹滤波协方差的自适应数据率控制技术。3.研究了实时任务调度问题。在分析传统调度方法基础上，进一步提出了两种适于工程实现的任务调度方法：基于雷达任务综合规划的调度方法和基于综合优先级的自适应优化调度方法。通过构造涵盖多种目标运动特性的空中仿真场景对两种方法进行了实验仿真。实验结果表明，两种方法均提升了雷达资源的利用效率，特别是基于综合优先级的自适应优化调度方法对时间资源的分配表现出了良好的目标机动随动性，对雷达资源的分配与使用更加合理。本文重点关注的是单相控阵雷达的资源管理问题，在组网多传感器雷达资源管理

7、方面还需进一步开展研究。关键词：相控阵雷达，雷达资源管理，实时任务调度，预测协方差，自适应数I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文据率II万方数据ABSTRACTABSTRACTAphasedarrayradar(PAR)iscapableofquickbeamchangewithintheorderofmagnitudeofmicrosecond,makingitanimportantleapinradarsystem.Itbreaksthelimitsoffixedscanningmode,fixedtransmissionpower,andfixeddwe

8、lltime,etc.,