[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

说明书

本发明公开了基于改进PSO算法的开阔地反无人机火力部署方法，包括以下步骤：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；建立针对防区的火力部署规划模型；采用改进PSO算法对所述的火力部署规划模型求解；根据求解结果，对防区进行武器装备的火力部署。本发明针对开阔地场景下反小型无人机火力部署的问题，旨在将无人机防御于要地之外，同时考虑局部重点区域的部署要求，建立以基于密度的毁伤能力为指标的部署模型，针对所述模型，采用改进的PSO算法求解，使用具有局部算法思想的模块作为扰动结构，提升模型的全局搜索能力，改进算法陷入局部最优解的缺陷。

技术领域

本发明属于火力规划部署技术领域，具体涉及基于改进PSO算法(Particle SwarmOptimization，粒子群优化算法)的开阔地反无人机火力部署方法。

背景技术

小型无人机是指，飞行速度在50m/s以下，飞行高度在100m左右，以及无人机的体积在0.06m³以下。这些属性导致小型无人机具有低空飞行、飞行路线随意等特点。同时，也使得小型无人机的火力部署问题也比传统军事领域针对来袭战斗机或者导弹的区域防空问题复杂和困难。

开阔地反无人机的场景多见于机场、军事重地、禁飞区等。与常见的防空问题不同之处在于，以往防空火力部署会允许目标在防空重点区域上空飞行，而反无人机考虑部署时则要禁止这种情况。因为相较于军事领域防空区域一般为几百公里的范围，小型无人机的防控区域一般在十公里甚至几公里范围以内，一旦无人机介入到防空区域上空，则留给反无人机装备的处置时间将很短，很可能拦截失败，同时由于小型无人机的飞行高度较低，又可以装载一定的杀伤性武器或高精密的侦察设备，会对防护区域产生较大影响。另外，反无人机火力部署时，越靠近防护目标的区域，其防护等级越高，其对应火力分配权重越高。因此，针对反无人机问题，必须要针对无人机的飞行或攻击特点进行新的火力部署问题研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于改进PSO算法的开阔地反无人机火力部署方法，所述方法针对开阔地场景下反小型无人机火力部署的问题，旨在将无人机防御于要地之外，同时考虑局部重点区域的部署要求，建立以基于密度的毁伤能力为指标的部署模型，针对所述模型，采用改进的PSO算法求解，使用具有局部算法思想的模块作为扰动结构，提升模型的全局搜索能力，改进算法陷入局部最优解的缺陷。

基于上述目的，基于改进PSO算法的开阔地反无人机火力部署方法，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；

具体地，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：