[发明专利]一种基于能力预测的多弹协同任务规划方法

说明书

本发明的目的在于提供一种基于能力预测的多弹协同任务规划方法，包含以下步骤：步骤一，根据多平台态势感知信息，将多任务问题转化为多目标问题；步骤二，根据导弹当前状态信息，对导弹到达各目标的能力进行预测建模；步骤三，构建任务规划问题的离散化决策向量；步骤四，建立多约束条件下多弹多目标分配数学模型；步骤五，多弹多目标分配数学模型解算；以分配总代价最小为规划原则，采用自适应权重粒子群优化算法求解得到任务规划决策向量，完成多弹协同任务规划。解决战术武器编队作战时，导弹、任务、目标数量多，规划约束复杂，作战环境动态变化的问题，为战术武器提供在线自主决策能力和多任务作战适应能力。

技术领域

本发明涉及飞行器协同任务规划技术领域，具体涉及一种基于能力预测的多弹协同任务规划方法。

背景技术

随着未来作战环境更加复杂，作战任务的日益多样和作战空域的逐步扩大，传统战术武器点对点的作战模式需要向多对多的体系对抗模式转变。未来的攻防对抗将不再是平台和平台之间的对抗，而是体系与体系、系统与系统之间的对抗博弈，导弹作为攻防对抗的任务执行方，需要提高智能化水平，适应整体对抗的需求。

目前，多任务多目标协同任务规划已成为未来实现导弹网络化、智能化作战的核心技术，能够在目标和任务数量、种类增加，任务动态变化以及战场信息不透明度加剧的情况下，根据实时态势变化信息，为导弹在线分配目标和作战任务，进一步提高导弹自主性和作战效率。

目前，协同任务规划一般是用于卫星和无人机上，由于其对象的任务时间长，飞行距离远，能够在较长的时间窗口内实现对任务执行序列的优化配置。但是对于高速飞行的导弹而言，其飞行包线较小，弹上资源有限，可用信息较少，传统上主要采用人工判断的方式确定导弹的作战任务。上述方法的主要缺陷是不能适应快速变化的作战环境，并且随着任务类型的增多和目标的改变，信息处理的复杂程度提高，人很难在较短的时间窗口内迅速做出正确判断，并且导弹发射后也不具备适应变化的能力。因此，基于对导弹的能力预测进行多弹协同在线任务规划具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于能力预测的多弹协同任务规划方法，根据多平台态势感知信息的区域位置、目标运动等信息，优化求解能力受限下的多弹协同任务规划问题，为导弹的智能化和协同作战提供技术基础。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于能力预测的多弹协同任务规划方法，包含以下步骤：

步骤一，根据多平台态势感知信息，将多任务问题转化为多目标问题；

步骤二，根据导弹当前状态信息，对导弹分配目标的能力代价进行建模预测；

步骤三，构建多目标分配问题的离散化决策向量；

步骤四，建立多约束条件下多弹多目标分配数学模型；

步骤五，多弹多目标分配数学模型解算。

进一步，所述步骤一考虑不同任务类型，包括区域任务和点任务；将区域任务按照导弹最大区域执行能力划分为网格，任务的开始位置均匀分布在区域边沿，并以此为待分配目标；对于点任务，直接以该点为待分配目标。

进一步，所述步骤二根据导弹当前的位置、速度等信息，对导弹分配目标的能力代价进行建模，模型中考虑最大攻击距离，零控脱靶量，分别表示导弹分配目标的距离代价和机动代价。

进一步，所述步骤三，用离散化的决策向量表示某一导弹分配目标的序号，其形式为：

U＝{u₁,u₂,…u_m}

式中，u_i为第i个导弹分配的目标序号，且u_i∈{1,2,…n}，n为目标序号，m为导弹序号。