Un algoritmo novedoso de planificación del espacio aéreo para la localización cooperativa de objetivos
Autores: Mao, Yi; Zhu, Yongwen; Tang, Zhili; Chen, Zhijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un algoritmo novedoso de planificación del espacio aéreo para la localización cooperativa de objetivos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desarrollo
Transductores pasivos
Diseño óptimo
Plataforma cooperativa
Localización TDOA
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo de la tecnología moderna de sigilo electromagnético y ARM, la detección tradicional de radar activo no puede cumplir con su misión de detección, limitada por su capacidad. Dependiendo de ventajas superiores como la imperceptibilidad, la resistencia a la interferencia electromagnética y el sigilo electromagnético, los transductores pasivos desempeñan un papel indispensable y significativo en la conciencia situacional. Sin embargo, además de los diferentes modos de localización de transductores pasivos y soluciones de ubicación de objetivos, la planificación razonable y la disposición óptima de la ubicación de los transductores pasivos son otros factores principales que afectan la precisión de la localización. La planificación de un espacio aéreo óptimo para transductores pasivos es el problema clave para mejorar la eficiencia de monitoreo. Este documento propone el algoritmo de disposición óptima para la plataforma cooperativa en el espacio basado en la relación geométrica de la localización cooperativa. Por ejemplo, el principio de localización de dirección en métodos tradicionales es simple: solo dos sensores pasivos pueden funcionar, pero la precisión de la ubicación de objetivos a larga distancia es baja. Al mismo tiempo, la localización TDOA (Diferencia de Tiempo de Llegada) tiene una alta precisión y buena estabilidad, pero necesita al menos tres sensores pasivos para funcionar juntos, lo que requiere la mayoría de los recursos. En este documento, se propone un algoritmo de disposición de optimización de la plataforma basado en la localización híbrida de dirección y TDOA. Comparado con la localización de dirección, mejora la precisión de la localización a larga distancia, reduce el número de sensores requeridos para la localización TDOA y disminuye la tasa de ocupación de recursos. Sin embargo, los datos de localización TDOA mezclados con datos de localización de dirección conducen inevitablemente a la disminución de la precisión general. Para resolver estas dificultades, se utiliza el método de mínimos cuadrados ponderados para optimizar la precisión. La simulación muestra que, dentro del espacio aéreo objetivo designado, el espacio aéreo de acción óptimo puede generarse automáticamente en función del modo de cooperación de las plataformas. Si no hay limitación de recursos, la planificación de espacio aéreo basada en la localización TDOA tiene la mayor precisión para el objetivo. Sin embargo, en la aplicación práctica, considerando la limitación de recursos, la localización híbrida de dirección y TDOA también puede cumplir con los requisitos de alta precisión y alta estabilidad. El error promedio se reduce en más del 45% en comparación con la localización de dirección, y la ocupación del espacio aéreo se reduce en más del 30% en comparación con la localización TDOA. Se logra el objetivo de minimizar el alcance de la planificación del espacio aéreo de la plataforma.
Descripción
Con el desarrollo de la tecnología moderna de sigilo electromagnético y ARM, la detección tradicional de radar activo no puede cumplir con su misión de detección, limitada por su capacidad. Dependiendo de ventajas superiores como la imperceptibilidad, la resistencia a la interferencia electromagnética y el sigilo electromagnético, los transductores pasivos desempeñan un papel indispensable y significativo en la conciencia situacional. Sin embargo, además de los diferentes modos de localización de transductores pasivos y soluciones de ubicación de objetivos, la planificación razonable y la disposición óptima de la ubicación de los transductores pasivos son otros factores principales que afectan la precisión de la localización. La planificación de un espacio aéreo óptimo para transductores pasivos es el problema clave para mejorar la eficiencia de monitoreo. Este documento propone el algoritmo de disposición óptima para la plataforma cooperativa en el espacio basado en la relación geométrica de la localización cooperativa. Por ejemplo, el principio de localización de dirección en métodos tradicionales es simple: solo dos sensores pasivos pueden funcionar, pero la precisión de la ubicación de objetivos a larga distancia es baja. Al mismo tiempo, la localización TDOA (Diferencia de Tiempo de Llegada) tiene una alta precisión y buena estabilidad, pero necesita al menos tres sensores pasivos para funcionar juntos, lo que requiere la mayoría de los recursos. En este documento, se propone un algoritmo de disposición de optimización de la plataforma basado en la localización híbrida de dirección y TDOA. Comparado con la localización de dirección, mejora la precisión de la localización a larga distancia, reduce el número de sensores requeridos para la localización TDOA y disminuye la tasa de ocupación de recursos. Sin embargo, los datos de localización TDOA mezclados con datos de localización de dirección conducen inevitablemente a la disminución de la precisión general. Para resolver estas dificultades, se utiliza el método de mínimos cuadrados ponderados para optimizar la precisión. La simulación muestra que, dentro del espacio aéreo objetivo designado, el espacio aéreo de acción óptimo puede generarse automáticamente en función del modo de cooperación de las plataformas. Si no hay limitación de recursos, la planificación de espacio aéreo basada en la localización TDOA tiene la mayor precisión para el objetivo. Sin embargo, en la aplicación práctica, considerando la limitación de recursos, la localización híbrida de dirección y TDOA también puede cumplir con los requisitos de alta precisión y alta estabilidad. El error promedio se reduce en más del 45% en comparación con la localización de dirección, y la ocupación del espacio aéreo se reduce en más del 30% en comparación con la localización TDOA. Se logra el objetivo de minimizar el alcance de la planificación del espacio aéreo de la plataforma.