[發明專利]引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法

在審

• 申請號: 201710410853.6
• 申請日: 2017-06-04
• 公開（公告）號: CN108984808A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 田凱;彭勝意;李靜
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對目標進行面元劃分，得到目標三角面元模型；

步驟2，建立破片與目標面元交會的數學模型；

步驟3，計算目標面元所在平面與破片射線交點與命中點參數；

步驟4，判定命中點是否在三角形面元內，若位于三角形面元內，則破片命中該面元。

2.根據權利要求1所述的引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法，其特征在于，步驟1具體為：

對目標進行面元劃分，得到目標三角面元模型；提取出面元的3個頂點坐標，由A、B、C三點確定面元的法向量n′=s_AB×s_AC，并將n′單位化得到n；其中s_AB、s_AC分別為AB連線、AC連線的方向矢量。

3.根據權利要求1所述的引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法，其特征在于，步驟2具體為：

以戰斗部爆炸時刻為0時刻，列出破片的軌跡方程：

式(1)中，X為t時刻破片空間坐標，s(t)為破片在t時刻所飛行的距離，為破片速度方向的單位矢量，X₀為0時刻破片的空間坐標；

考慮破片在空氣中飛行速度的衰減，其式為：

v_f＝v₀exp(-αs) (2)

v_f為破片在t時刻的速度，v₀為破片初速速率，α為空氣密度衰減系數，s為破片在t時刻所飛行的距離；

由(1)、(2)式得到破片飛行距離與時間的關系：

S(t)＝[ln(1+αv₀t)]/α (3)

在0時刻，目標某面元所在的平面方程表示為：

n·X+D₀＝0

D₀＝-n·Y₀ (4)

式(4)中，n為目標面元法向單位向量，D₀為一標量常數，表示坐標原點到目標面元的距離；Y₀為三角形面元中任意一頂點的初始坐標；

由該面元在0時刻的3個頂點坐標即可求得n和D₀的值；

假設面元只有平動，面元的法向不變，面元所在平面的運動方程表示為：

n·(X-v_tt)+D₀＝0 (5)

式(5)中，v_t為目標在遭遇段的運動速度。

4.根據權利要求1所述的引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法，其特征在于，步驟3具體為：

由式(1)和式(4)聯立解得：

式(6)中，h(t)為t時刻面元與破片射線交點到破片初始位置X₀的距離；

將h(t)化為：

式(7)中，若存在某時刻t^*使得s(t)＝h(t)，則說明破片可以命中目標面元所在的平面，即要求解方程：

將該方程的解代入式(5)或式(1)求得命中點X^*的坐標：

通過破片速度方向向量、目標速度和面元方向向量求得落角：

5.根據權利要求1所述的引戰配合仿真交會破片命中點參數計算方法，其特征在于，步驟4具體為：

用三角形面積法判斷該命中點是否屬于該目標面元，即判斷某點與三角形任意兩頂點面積之和是否等于該三角形的面積，如果等于則該點在三角形內，否則在三角形外；

假設三角形面元ΔA′B′C′,T′為破片與三角形面元平面的交點，判定下式：

S(ΔT′A′B′)+S(ΔT′B′C′)+S(ΔT′C′A′)≥S(ΔA′B′C′) (11)

若取等號則T′位于三角形面元內，破片命中該面元；并且以上獲得的命中點參數即為該破片的命中點參數；否則，點T′位于面元外。