[發明專利]一種多飛行器協同突防軌跡優化設計方法

有效

• 申請號: 202010025872.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111274740B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 葛健全;許強強;郭玥;江增容;張青斌;豐志偉;楊濤;姜沾源
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/15
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開一種多飛行器協同突防軌跡優化設計方法，包括獲取單飛行器三自由度動力學模型，建立多飛行器三自由度動力學模型；獲取單飛行器針對雷達的RCS數據，根據單飛行器與雷達的距離以及RCS數據，計算每個單飛行器的雷達探測威脅值；根據單飛行器的雷達探測威脅值，得到多飛行器的雷達探測威脅值；獲取約束條件，根據多飛行器三自由度動力學模型、多飛行器的雷達探測威脅值以及所述約束條件，對多飛行協同突防軌跡進行優化。本發明提供的方法不僅考慮了飛行器與雷達之間的距離因素的影響，且兼顧飛行器RCS與姿態的關系；同時，該方法無需對方程進行小角度假設和線性化處理，對于長距離、廣空域、寬速域條件下的多飛行器協同軌跡誤差小。

技術領域

本發明涉及航空、航天飛行器技術領域，尤其是一種多飛行器協同突防軌跡優化設計方法。

背景技術

現代防御體系的不斷加強使得傳統單飛行器突防困難越來越大。飛行器突防過程中，雷達是主要的威脅。因此，隱身性能發揮著重要作用。提高隱身技術一方面可以通過一定的技術手段來減少自身特征信號；另一方面，在無法直接改變目標特征信號情況下，可以通過軌跡規劃，降低雷達探測概率。同時，由于多飛行器協同作戰能夠有效提高飛行器智能化水平和編隊整體作戰效能，因此多飛行器協同作戰逐步成為軍事領域研究熱點。

在飛行器隱身軌跡規劃方面，相關學者做了研究，但僅考慮了飛行器與雷達之間的距離因素的影響，且認為飛行器的雷達散射截面積(radar cross section,RCS)與姿態無關。但實際戰場環境下，飛行器相對雷達入射波的角度是不斷變化的，因此，飛行器RCS值是動態變化的。在協同突防軌跡研究方面，目前更為側重研究的是末段協同制導律設計，主要的研究成果包括時間協同制導律、角度協同制導律、同時滿足攻擊時間/攻擊角度協同制導律，但末段協同制導律大多是基于小角度假設、方程線性化條件下進行設計。末段協同制導律設計不足之處是對于長距離、廣空域、寬速域條件下的飛行軌跡容易產生較大誤差。

發明內容

本發明提供一種多飛行器協同突防軌跡優化設計方法，用于克服現有技術中對于長距離、廣空域、寬速域條件下的飛行軌跡容易產生較大誤差的不足。

為實現上述目的，本發明提出一種多飛行器協同突防軌跡優化設計方法，包括：

獲取單飛行器三自由度動力學模型，根據所述單飛行器三自由度動力學模型，建立多飛行器三自由度動力學模型；

獲取所述單飛行器針對雷達的雷達散射截面積(radar cross section,RCS)數據，根據所述單飛行器與雷達的距離以及所述雷達散射截面積數據，計算每個所述單飛行器的雷達探測威脅值；

根據單飛行器的雷達探測威脅值，得到多飛行器的雷達探測威脅值；

獲取約束條件，根據多飛行器三自由度動力學模型、多飛行器的雷達探測威脅值以及所述約束條件，對多飛行協同突防軌跡進行優化。

為實現上述目的，本發明還提出一種多飛行器協同突防軌跡優化設計裝置，包括：

運動模型構建模塊，用于獲取單飛行器三自由度動力學模型，根據所述單飛行器三自由度動力學模型，建立多飛行器三自由度動力學模型；

威脅值計算模塊，用于獲取所述單飛行器針對雷達的雷達散射截面積數據，根據所述單飛行器與雷達的距離以及所述雷達散射截面積數據，計算每個所述單飛行器的雷達探測威脅值；根據單飛行器的雷達探測威脅值，得到多飛行器的雷達探測威脅值；

優化模塊，用于獲取約束條件，根據多飛行器三自由度動力學模型、多飛行器的雷達探測威脅值以及所述約束條件，對多飛行協同突防軌跡進行優化。

為實現上述目的，本發明還提出一種單飛行器突防軌跡優化設計方法，包括：

獲取單飛行器三自由度動力學模型；