[发明专利]一种飞行速度和轨迹的联合优化方法及系统

权利要求书

1.一种飞行速度和轨迹的联合优化方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：初始化，令无人机在模式1下接收到的信息比特数等于待发送信息的比特数，给定精度；

步骤S2：确定无人机在模式3下的最优飞行半径和最优飞行速度；

步骤S3：确定无人机在模式1下的最优飞行圈数；

步骤S4：采用一维搜索算法，根据无人机在模式1下接收到的信息比特数和最优飞行圈数确定无人机在模式1下的最优飞行半径和最优飞行速度；

步骤S5：确定无人机在模式1计算接收到的信息比特数；

步骤S6：计算无人机在模式1计算接收到的信息比特数与无人机在模式1接收到的信息比特数之间的差值；

步骤S7：判断所述差值是否大于精度；如果所述差值大于精度，则令无人机在模式1接收到的信息比特数等于无人机在模式1计算接收到的信息比特数，跳转到步骤S4；如果所述差值小于或等于精度，则执行步骤S8；

步骤S8：确定无人机在模式1下的最优飞行时长，无人机飞行在模式3下的最优飞行时长，无人机飞行在模式2下的最优飞行速度和最优飞行时长；输出最优飞行参数，以使根据所述最优飞行参数控制无人机飞行；所述最优飞行参数包括：无人机在模式1下的最优飞行半径、最优飞行速度、最优飞行时长和最优飞行圈数，无人机飞行在模式3下的最优飞行半径和最优飞行速度和最优飞行时长，无人机飞行在模式2下的最优飞行速度和最优飞行时长；

模式1：无人机以(0,0,H)为圆心，在飞行高度H的空中作圆形轨迹飞行；

模式2：无人机以(r₁,0,H)为起点，(L-r₂,0,H)为终点进行直线轨迹飞行，r₁为第一飞行半径，r₂为第二飞行半径，L为源节点S与目的节点D之间的水平距离；

模式3：无人机以(L,0,H)为圆心，在所述飞行高度H的空中作圆形轨迹飞行。

2.根据权利要求1所述的飞行速度和轨迹的联合优化方法，其特征在于，方法还包括：

根据所述最优飞行参数计算最小飞行总能耗。

3.根据权利要求2所述的飞行速度和轨迹的联合优化方法，其特征在于，根据所述最优飞行参数计算最小飞行总能耗，具体公式为：

其中，E表示最小飞行总能耗，g表示重力加速度，c₁＝ρC_D0S/2和c₂＝2W²/[(πe₀A_R)ρS]，ρ表示空气密度，C_D0表示零升力阻力系数，S表示机翼面积，e₀是翼展效率，W表示无人机整体的重量，A_R表示无人机翼的纵横比，γ₀＝β₀/σ²，σ²表示接收到噪声的功率，β₀表示单位距离下的信道功率，r₁^*、和T₁^*分别表示无人机在模式1下的最优飞行半径、最优飞行速度和最优飞行时长，和分别表示无人机飞行在模式2下的最优飞行速度和最优飞行时长，和分别表示无人机飞行在模式3下的最优飞行半径和最优飞行速度和最优飞行时长。