[發(fā)明專利]一種超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估方法

有效

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• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111832193B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟光磊;趙潤南;王鶴;樸海音;孫小平;田豐;王竹筠;王昱;梁宵;周銘哲;喻勇濤
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發(fā)明提供一種超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估方法，涉及超視距空戰(zhàn)中威脅評估技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先建立導彈模型，解算目標敵機所攜帶導彈的飛行數(shù)據(jù)；并根據(jù)敵機的方位角，確定我機逃逸時的轉(zhuǎn)彎角度，進而確定我機的逃逸路線及折合逃逸距離；再根據(jù)我機方位角及敵我雙方速度矢量指向，確定敵機轉(zhuǎn)彎角度及轉(zhuǎn)向時間；然后判斷我機是否在敵機導彈射程內(nèi)，進而結(jié)合敵我雙方的飛行速度，判斷敵機對我機的攻擊結(jié)果及總攻擊時間；最后根據(jù)敵機對我機的攻擊結(jié)果，確定敵機對我機的威脅評估值。本發(fā)明方法以能量為基礎(chǔ)，采用時間作為統(tǒng)一量綱，有效提高絕對威脅評估的判定精度；且由于輸出量單位統(tǒng)一，有效提高相對威脅評估的判定精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超視距空戰(zhàn)中威脅評估技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估方法。

背景技術(shù)

殲擊機在超視距空戰(zhàn)中進行威脅評估的目的是為了確認目標戰(zhàn)機(簡稱敵機)對我方戰(zhàn)機(簡稱我機)的威脅程度，其優(yōu)點是能夠增強飛行員對戰(zhàn)場態(tài)勢的認知，提高戰(zhàn)術(shù)決策的判斷精度，能夠有效提高空戰(zhàn)勝率，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到殲擊機超視距空戰(zhàn)(BVR)、電子對抗(ECM)和指揮控制(C4I)等領(lǐng)域。由于空戰(zhàn)威脅評估需要考慮的變量多而雜，當前研究成果多對初始條件做出嚴格限制，而罕有通用的超視距威脅評估方法，在實際應(yīng)用中評估精度往往不能達標。為了提高威脅評估效果，需提出通用的評估方法以達到實際應(yīng)用要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，為提高威脅評估方法的通用性，在脈沖多普勒雷達大量服役后，應(yīng)用了以接近率為量綱的威脅評估方法，并將其加載到飛機的衍射平顯上。接近率是由雙方空速和進入角決定的一種量綱，它限定機載多普勒雷達在速度搜索(VS)或更高精度模式，由于該指標只是簡單定義了目標的接近速度，因此很難判斷出目標敵機對我機真正的威脅。現(xiàn)有技術(shù)中，曾考慮引入距離等作為參考量，此時雷達在邊測距邊搜索(RWS)模式，而該種模式與速度搜索(VS)模式不能同時運作，應(yīng)用的普適性不佳。

近十年，國內(nèi)學者針對該類問題展開研究，為更全面考慮戰(zhàn)場態(tài)勢參數(shù)，多引入了加權(quán)等算法作為解決方案，但對加權(quán)權(quán)重的定義成為該項研究的難點。為攻克該難題，在公開的研究中學者們引入了統(tǒng)計學賦權(quán)算法、結(jié)構(gòu)熵權(quán)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等作為解決方案，提高了指標加權(quán)的精度，部分研究能夠提高20％以上的效率。雖然該技術(shù)相對傳統(tǒng)方法在一定程度上提高了精確度與魯棒性，但威脅評估引入的參量往往多而雜，最終結(jié)論適得其反。其缺點有二：一是引入了大量不相關(guān)的參量，即使提高賦權(quán)精度，仍然無法得到有邏輯的結(jié)論，不具備先進性。二是使用的參量過分復雜，在空戰(zhàn)中通常不能全面獲取情報，從而可能使算法中斷甚至崩潰，通用性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估方法，以能量為基礎(chǔ)、最短攻擊時間為量綱，實現(xiàn)對超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種超視距空戰(zhàn)中空中目標的威脅評估方法，包括以下步驟：

步驟1、建立導彈模型，解算目標敵機所攜帶導彈的飛行數(shù)據(jù)；

根據(jù)導彈總質(zhì)量、導彈燃料質(zhì)量、導彈燃料總沖量及導彈能量損耗因子性能指標，解算出導彈總飛行時間，如下公式所示：

其中，t_f為導彈總飛行時間，E為導彈能量差，E_l為導彈總能量，E_c為導彈碰撞能量，m為導彈質(zhì)量，v₁為導彈最大飛行速度，v₃為導彈碰撞速度，h₁為我機飛行高度，h₂為敵機飛行高度，σ為導彈能量損耗因子，g為重力加速度；

導彈的實時能量損耗值等于導彈最大動能相對當前動能的差值與當前勢能差的和，因此，由導彈的實時能量損耗值推出導彈實時飛行速度；再通過導彈實時飛行速度對時間的勒貝格積分，求得導彈最大射程，如下公式所示：