[发明专利]基于TOPSIS算法的无人机航迹评价方法

说明书

本发明提供了一种基于TOPSIS算法的无人机航迹评价方法，该方法包括：建立无人机的航迹评价指标体系；获取不同待评价航迹的各个航迹评价指标的量化数据；采用层次分析法计算获取各个航迹评价指标的主观权重；采用熵权法计算获取各个航迹评价指标的客观权重；根据主观权重因子、客观权重影响因子、各个航迹评价指标的主观权重以及各个航迹评价指标的客观权重计算获取各个航迹评价指标的综合权重值；在各个航迹评价指标的综合权重值的基础上，采用TOPSIS算法对各个待评价航迹的航迹评价指标进行计算以生成无人机航迹评价结果。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无人机航迹评价存在评价指标多样、指标属性不一、量化困难以及评价结果片面的技术问题。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种基于TOPSIS算法的无人机航迹评价方法。

背景技术

近年来，作战和反恐行动对无人机的需求和依赖日益凸显，推动了无人机及相关技术的发展，航迹评价为无人机规划航路的选择提供了技术支撑。传统航迹规划问题是通过构建航迹代价函数并结合寻优算法得到一条最优航迹，例如概略图法、智能优化算法和人工势场法等航迹规划方法，但航迹规划不仅是多目标优化问题，更是集作战态势、作战决心、技术和战术于一体的综合性作战决策问题，传统方法得到的航迹对决策指挥人员来说并非是绝对的最优。当任务改变或在飞行过程中遇到突发情况时，预先规划好的航迹可能不再适用，备选航迹就成为提高任务成功率的重要手段。在作战使用中，如何快速地在备选航迹方案集中进行决策，对航迹评价方法的研究提出了迫切的需求。

航迹评价的目的是分析航迹的合理性，对规划航迹做出准确的评价。由于影响无人机航迹评价的因素往往有很多，且这些指标属性不一，难以量化，无法用数据定量地去描述，一般只能用非定量、难以明确定义的语言表示。同时很多航迹评价方法还受到技术发展和工程应用的种种限制而无法满足实际使用的需求。如何在全面分析影响航迹优劣因素的前提下，对航迹的优劣性做出准确的评价，从传统的决策者依靠经验去评价航迹优劣的方式，转变为通过客观量化的评价指标数据对航迹进行评估，既是提高现代无人机作战效能的重要手段，也是当前无人机应用技术的薄弱环节和难点问题。

发明内容

本发明提供了一种基于TOPSIS算法的无人机航迹评价方法，能够解决现有技术中无人机航迹评价存在评价指标多样、指标属性不一、量化困难以及评价结果片面的技术问题。

本发明提供了一种基于TOPSIS算法的无人机航迹评价方法，无人机航迹评价方法包括：对无人机的飞行约束条件进行分析以建立无人机的航迹评价指标体系；对航迹评价指标体系中的航迹评价指标进行建模，通过建模获取不同待评价航迹的各个航迹评价指标的量化数据；采用层次分析法计算获取各个航迹评价指标的主观权重；根据不同待评价航迹的各个航迹评价指标的量化数据并采用熵权法计算获取各个航迹评价指标的客观权重；获取航迹评价指标的主观权重影响因子和客观权重影响因子，根据主观权重因子、客观权重影响因子、各个航迹评价指标的主观权重以及各个航迹评价指标的客观权重计算获取各个航迹评价指标的综合权重值；在各个航迹评价指标的综合权重值的基础上，采用TOPSIS算法对各个待评价航迹的航迹评价指标进行计算以生成无人机航迹评价结果。

进一步地，航迹评价指标体系包括目标层、准则层和指标层，目标层包括航迹规划方案，准则层包括飞行性能约束、导航约束和威胁区约束，指标层包括飞行性能约束下的最大航程约束指标、最小平飞距离约束指标、转弯次数约束指标和最大转弯角约束指标、导航约束下的景象匹配概率约束指标和随机信号导航概率约束指标以及威胁区约束下的威胁区约束指标。