基于大数据挖掘的目标定位干扰模型研究与分析

发布时间：2020-10-27 00:32

　　 未来的战场随着电子设备大量应用,战场电磁环境变得越来越复杂。这对目标信息的准确获取的难度越来越大。各国都十分重视对复杂电磁环境分析方面的研究,而国内的研究才起步不久,还有许多问题需要解决。针对这个现状,本文参考国内外的相关研究成果,深入研究基于大数据挖掘的复杂电磁环境中目标定位问题,本课题也是首次将数据挖掘相关理论算法应用于分析复杂电磁问题,研究目标定位干扰模型中的一些关键技术,为电磁模型的分析提供一种优化方法。本课题首先研究目标定位干扰模型仿真计算加速方法,针对时域有限差分方法(FDTD)特点,提出MPI+OpenMP混合技术的并行计算模型和实现的计算流程,以及对并行算法的性能进行分析,加速效果明显。接着研究基于概率模型的方法在目标定位中的应用,主要研究基于粒子滤波器的蒙特卡洛定位法,提出该定位算法的实现方案,并与其他方法进行比较,该方法能够更为高效地实现定位。本文研究的各关键技术可应用于目标定位的干扰模型分析,本文主要的研究成果如下。(1)提出基于MPI+OpenMP混合技术的FDTD并行计算方案。研究了并行算法的约束条件,并在Visual C++平台下实现并行算法,并进行实际电磁仿真测试,计算分析表明该并行技术的高效性。(2)提出基于非均匀有理B样条(NURBS)方法的模型表面建模及遮挡判断方法。研究模型表面采样点坐标参数、切向单位矢量和法向单位矢量计算方法,通过MATLAB编程并计算相关算例。研究NURBS参数表面模型上处理源点、场点的遮挡判断方法,和基于NURBS曲面的反射寻迹方法,计算结果与参考文献进行对比验证,验证了本文算法有效性。(3)首次把数据挖掘粗糙集理论算法应用到复杂电磁模型的分析,侧重分析基于邻域模型的前向贪心数值约简的加速效果,并将算法应用到不同辐射源产生的大数据集的约简计算,并进行分析,结果表明,本文提出的数据挖掘算法在复杂电磁问题的分析是可行的。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：E11;TP311.13
【部分图文】：

散的 Yee 元胞上，时域 Maxwell 方程组直接中心斯韦旋度方程为=t DH J =mt BE J ，上式可以写为六个电磁分量的一阶偏微分方程 y yx zxx y yz xzy yx z xzz H E EEHE z t y z tH E EEHE x t z x tH E EEEE y t x y t虑(3-3)方程组的 FDTD 法离散，首先在整个仿真量分别在元胞的边和面中间取样，如图 3-1 所示

1/2 1/21/2 1/2( , , ) ( , , )2 2 2 2( )1 1 1 1( , , ) ( , , )2 2 2 2n nz zn ny yH i j k H i j kCB myH i j k H i j kz ( )( ) ( )12 ( ) 12) , ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 12 2 ( ) 2 m t m mm t CB mm m m t m m t m t 量 , , , ,y z x y zE E H H H 的离散格式及公式中的系数表达式相似。FDTD 离散方程形成的电场、磁场相差半个时间 3-2 所示。n 1 2 n n 1 2 n 1 n 3 2 H E H E H

三元阵列区的毫米波阵列天线作为目标信号模拟的发射天线，分布在球面上，等边三角分布，天线中心线都指向球心。导引区包含4个射频天线作为接收三元区激励信号的天线，分布在以转台中心对称分布的平面上。如图3-3右图所示。图 3-3 毫米波仿真系统在三元阵列天线区域（左图）与导引区（右图）示意图针对的项目需求：相距属于远场区的两个天线阵列区，从天线阵列区天线发送电磁信号，远场的导引区高频头接收电磁信号。我们研究的时域电磁仿真算法
【参考文献】

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本文编号：2857748