[發明專利]一種多飛行器分時協同攔截時間間隔的設計方法

在審

• 申請號: 201810970981.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108984971A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 王龍;賀風華;姚郁;楊寶慶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種多飛行器分時協同攔截時間間隔的設計方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

一、設計分時協同攔截的作戰過程；

二、計算第二個飛行器M₂在不同時刻所要覆蓋的預測命中區域在視線坐標系Oyz平面內的投影；

三、構造基于區域覆蓋的分時協同攔截指標，建立分時協同攔截問題的數學模型；

四、基于區域覆蓋優化方法，設計分時協同攔截的時間間隔。

2.根據權利要求1所述的多飛行器分時協同攔截時間間隔的設計方法，其特征在于，在步驟一中，設計分時協同攔截的作戰過程的具體實現如下：

為確定分時協同攔截的時間流程，進行如下定義：M_j為第j(j＝1,2)次發射的飛行器，t_j0,t_j1和t_j2分別表示飛行器M_j的發射時刻、中末交班時刻和攔截結束時刻；令△t₁＝t₂₁-t₁₂表示第兩次攔截的時間間隔，即M₁攔截結束到M₂中末交班的時間間隔；

在分時協同攔截過程中，處于末制導階段的飛行器M₁將其獲得的目標運動信息傳遞給處于中制導階段的M₂；忽略初制導階段，根據制導信息的來源，飛行器M₁的攔截過程分為兩個階段，即預警系統指示下的中制導階段和基于自身探測信息的末制導階段；飛行器M₂的攔截過程可以分為三個階段：第一階段t∈[t₁₀,t₁₁]，M₂的制導信息來源于預警系統；第二階段t∈[t₁₁,t₂₁]，M₂的制導信息來源于M₁；第三階段t∈[t₂₁,t₂₂]，M₂進入末制導，制導信息來源于自身的探測系統；在機動能力確定的條件下，兩個飛行器之間的攔截時間間隔越大，M₂在中制導階段的可機動距離越大；在M₁獲得目標運動信息的基礎上對目標運動軌跡進行一段時間的預報，即令△t₁>0，以充分利用M₂在中制導階段的機動能力。

3.根據權利要求2所述的多飛行器分時協同攔截時間間隔的設計方法，其特征在于，在步驟二中，飛行器M₂在t＝t₁₁和t＝t₂₁時刻所要覆蓋的預測命中區域的表達式分別為

其中，為飛行器M₂在t＝t_k1(k＝1,2)時刻所要覆蓋的預測命中區域，x表示預測命中區域內的點，表示x服從均值為零協方差矩陣為的正態分布，的表達式為

其中，t_f為飛行器的末制導飛行時間，Q_x0和Q_v0為預警系統提供的目標位置和速度信息的協方差矩陣，Q_x1和Q_v1為飛行器提供的目標位置和速度信息的協方差矩陣，Q_a為目標機動加速度預報誤差的協方差矩陣；

區域在視線坐標系Oyz平面內的投影為

其中，的表達式為

其中，q_ε2,q_β2分別為飛行器M₂相對于目標的視線高低角和視線方位角，L(q_ε2,q_β2)為慣性坐標系到視線坐標的坐標轉換矩陣，其表達式為

進而可得區域的概率密度分布函數為

其中，ξ_2k為區域內的點。