[发明专利]用于拦截自主飞行低慢小目标的欺骗轨迹生成方法及系统

说明书

本申请公开了一种用于拦截自主飞行低慢小目标的欺骗轨迹生成方法及系统，方法包括：根据低慢小目标最终到达的指定区域位置以及实时传递过来的低慢小目标的位置、速度，实时计算诱导低慢小目标到达指定区域位置的欺骗信号轨迹与欺骗速度；系统包括：探测系统、地面站、GPS接收机、导航信号模拟器、导航信号发射机。本发明使用基于BP神经网络整定的PID控制算法，根据目标期望航向角及实际飞行航向角的偏差，实时计算距离变化量，生成欺骗轨迹。接收欺骗轨迹导航信号进行定位的低慢小目标不断调节其飞行航向，最终到达指定区域位置。

技术领域

本申请涉及无人机拦截捕获领域，尤其涉及一种用于拦截自主飞行低慢小目标的欺骗轨迹生成方法及系统。

背景技术

随着无人机市场的日益增长，低慢小目标对公共安全的威胁也日益严重，现有对于低慢小目标的拦截主要分为干扰和摧毁两大类，而近年来，卫星导航诱骗系统开始出现，但这些系统大部分还只能防止低慢小目标侵入特定的防护区域，而无法控制目标达到指定区域并将其捕获。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种用于拦截自主飞行低慢小目标的欺骗轨迹生成方法及系统，采用一种导航欺骗方法，在导航欺骗信号成功侵入低慢小目标的前提下，通过实时规划导航欺骗信号的欺骗轨迹，以使进行自主飞行的低慢小目标到达指定区域位置。

本申请实施例提供一种用于拦截自主飞行低慢小目标的欺骗轨迹生成方法，具体包括如下步骤：

根据低慢小目标最终到达的指定区域位置以及实时传递过来的低慢小目标的位置、速度，实时计算诱导低慢小目标到达指定区域位置的欺骗信号轨迹与欺骗速度；

所述欺骗信号轨迹，通过计算期望航向角与实际飞行航向角的差值，调整欺骗轨迹到低慢小目标预定轨迹的距离偏差，得出欺骗信号轨迹具体位置。

所述实时计算欺骗信号轨迹，具体步骤包括：基于低慢小自主飞行控制原理，通过实时对比低慢小目标期望航向角与实际飞行航向角的偏差，根据角度偏差的大小调整欺骗轨迹到低慢小目标预定轨迹的距离，据此距离计算得出欺骗轨迹具体位置。本发明使用基于BP神经网络整定的PID控制算法，实时计算距离变化量，实现对低慢小目标飞行轨迹的调节控制，以使进行自主飞行的低慢小目标到达指定区域位置。具体步骤如下：

根据实时传递给地面站的低慢小目标的位置、速度，进行轨迹拟合，估计出目标预定的飞行航向l^o以及飞行速度V，令欺骗轨迹速度V^sp的大小与速度V的大小相同。

无人机在预定航迹飞行时一般会设定飞行高度和速度，但是在实际飞行过程中因为受到环境以及其他因素的影响实际飞行速度会不断变化，这里的飞行速度V是指估算出的无人机设定飞行速度：

计算低慢小目标期望航向角与实际飞行航向角。

根据角度偏差的大小调整欺骗轨迹到低慢小目标预定轨迹的距离偏差，据此距离偏差计算得出欺骗信号轨迹具体位置。

本发明采用基于BP神经网络整定的PID控制算法，得到距离偏差的值。

使用基于BP神经网络整定的PID控制算法，输出控制量；

根据控制量，得到最优距离偏差的值，进而计算出优化后下一时刻低慢小目标预定轨迹的距离。

所述使用基于BP神经网络整定的PID控制算法，输出控制量，具体步骤如下：

确定BP网络的结构，确定输入层节点数M和隐含层节点数Q，选定学习效率和惯性系数；

根据监测的目标位置信息计算得到期望航向角与实际飞行航向角，并计算该时刻角度偏差；

确定神经网络输入层的输入变量；

计算神经网络算法各层神经元的输入变量，并计算出神经网络的输出变量；