[发明专利]基于改进PSO算法的开阔地反无人机火力部署方法

权利要求书

1.基于改进PSO算法的开阔地反无人机火力部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取防区地理空间数据、武器装备火力数据和要地防护权重数据；

步骤2，建立针对防区的火力部署规划模型；

步骤3，采用改进PSO算法对所述的火力部署规划模型求解；

步骤4，根据求解结果，对防区进行武器装备的火力部署；

所述的防区地理空间数据包括防区的经纬度，所述的武器装备火力数据包括武器种类，杀伤范围和杀伤能力，所述的要地防护权重数据是指防区中每一个要地的防护等级权重；

步骤2中所述的火力部署规划模型的建立，包括以下步骤：

步骤201，将防区离散化，将防区划分为n*m个要地；

步骤202，建立部署矩阵A_K,n,m，所述的部署矩阵中的元素a_k,i,j值为0或1，表示相应的要地是否在该武器的防护范围；

步骤203，建立火力覆盖矩阵B，所述的火力覆盖矩阵阶数与部署矩阵的行列数相同，火力覆盖矩阵的元素b_i,j表示相应要地的守护能力，b_i,j的计算公式为：

其中，f_d表示武器d对要地(i,j)目标的毁伤能力；a_d,i,j表示要地(i,j)是否在武器d的防护范围；c表示可以对此要地进行火力打击的武器数量；

步骤204，建立要地防护权重矩阵E，要地防护权重矩阵中的元素e_i,j表示相应的要地的防护等级，即此要地的重要系数，e_i,j∈(0,10)；

步骤205，火力部署规划模型的目标函数为：

火力部署规划模型的约束条件为：

i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；d＝1,2,…,c。

2.根据权利要求1所述的开阔地反无人机火力部署方法，其特征在于，所述的改进PSO算法中的种群个体采用矩阵元素的中标表示形式，每一个个体表示为一个二维的数组，对应的是一个完整的解，表示为

X＝(class,position)

class的值为[0,k]之间的整数，代表武器的类别，position是一个整数形式的坐标，表示此类武器的在防区矩阵网格中的坐标；其中矩阵元素x_c,p表示使用类别为c的武器打击坐标为p的位置，p是一个直角坐标值，常规表示为(x,y)。

所述的改进PSO算法中的适应度函数为：

3.根据权利要求2所述的开阔地反无人机火力部署方法，其特征在于，所述的改进PSO算法中的粒子的速度更新公式为：

v＝rand()*v+c₁*r₁*(p-X)+c₂*r₂*(g-X)

其中，v为粒子的速度；rand()为[0,1]之间的随机值，数据维度与X相同；c₁为自我学习因子；c₂为社会学习因子；r₁和r₂相同，为[0，1]之间的随机数，数据维度与X相同；p为粒子群中的个体最优位置，g为全局最优位置，X为粒子的位置。

4.根据权利要求2或3所述的开阔地反无人机火力部署方法，其特征在于，所述的改进PSO算法中还包括随机扰动模块，即在粒子更新全局位置之后，进行是否扰动的判断，如果符合，对粒子位置进行一个扰动，增加算法的全局优化能力；否则跳过；所述的随机扰动模块的随机扰动结构的公式如下：

X₂＝X+rand()×n

X₂为扰动更新之后的解集；X为全局位置更新之后的解集，rand()为[0，1]之间的随机值，数据维度与X相同；n为选定的扰动幅度，为正整数。

5.根据权利要求4所述的开阔地反无人机火力部署方法，其特征在于，所述的随机扰动模块包括扰动模块1和扰动模块2，扰动模块1是在标准PSO算法下尚未完成局部优化之时运行；扰动模块2则是在局部优化完成之后运行。