[发明专利]一种多导弹协同制导方法及系统

说明书

本发明涉及一种多导弹协同制导方法及系统，该方法包括：根据领弹与目标的相对运动数据为领弹构建逆轨拦截制导律；获得多枚从弹与领弹之间的通信拓扑关系；根据通信拓扑关系为多枚从弹构建分布式有限时间观测器；根据分布式有限时间观测器获取领弹的参考视线角轨迹；根据导弹与目标的相对运动数据构建多枚从弹的期望时变编队构型；根据导弹与目标的相对运动数据构建多枚从弹之间的防碰控制器；根据导弹与目标的相对运动数据构建从弹与障碍物之间的避障控制器；根据领弹的参考视线角轨迹、多枚从弹的期望时变编队构型、防碰控制器和避障控制器为多枚从弹构建协同制导律。本发明提高了整个拦截系统的安全性与鲁棒性。

技术领域

本发明涉及导弹制导技术领域，特别是涉及一种多导弹协同制导方法及系统。

背景技术

在未来的战场中的威胁主要是无人机、智能导弹等恶意机动导弹目标。目前世界各国一直在寻找防御各种恶意机动导弹的途径，积极发展防空、反导系统。纵观武器装备的发展历程，目标恶意机动的增强，使得单枚拦截导弹的拦截难度大大提升。多导弹协同拦截是应对恶意机动目标的重要作战方式。这种方式可以通过多导弹进行设备与功能的差异配置，通过分布式的信息交互降低通信代价大幅度提高对目标的探测能力，并且凭借数量和策略优势，采取合适的协同作战策略，实现对恶意机动目标的有效拦截，这种协同配合的作战方式对单枚导弹的性能要求大大降低，可大幅度降低导弹研制成本，实现低成本导弹对高成本恶意机动目标的毁伤。

然而在多导弹协同制导的初始阶段，由于初始阵位不合适，或者由于目标恶意机动导致的拦截任务变更，导弹需要进行机动变轨以实现期望的协同拦截构型，这个过程中多导弹可能会遇到轨迹交叉或者碰撞的问题；此外，在实际环境中，导弹可能会遇到敌方雷达、未知地形等威胁区或者障碍物，导弹需要进行避障飞行。防碰避障这类实际约束是协同制导中的安全性保障约束，是实现对恶意机动目标有效拦截的基础。因此协同制导律的设计过程中需要考虑防碰避障机制，使得多导弹在拦截恶意机动目标的时候能够使得导弹之间、导弹与障碍物之间保持一定的安全距离。难点在于如何给出协同制导过程中的防碰避障策略的数学描述，以及如何设计带有防碰避障等安全性保障机制的高安全协同制导方法。

目前，多导弹/多智能体之间的防碰避障方法大多成果是针对编队控制的，其求解方法相对成熟。在协同制导领域，目前针对防碰避障问题研究成果相对较少。基于人工势能函数的方法具有物理意义明确、实现方便等优点，然而基于人工势能函数的防碰避障协同制导方法成果较少。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种多导弹协同制导方法及系统，提高了拦截的安全性和鲁棒性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多导弹协同制导方法，所述方法包括：

获得导弹与目标的相对运动数据，所述导弹包括领弹和多枚从弹；

根据领弹与目标的相对运动数据为领弹构建逆轨拦截制导律；

获得多枚所述从弹与所述领弹之间的通信拓扑关系；

根据所述通信拓扑关系为多枚所述从弹构建分布式有限时间观测器；

根据所述分布式有限时间观测器获取所述领弹的参考视线角轨迹；

根据导弹与目标的相对运动数据构建多枚所述从弹的期望时变编队构型；

根据导弹与目标的相对运动数据构建多枚所述从弹之间的防碰控制器；

根据导弹与目标的相对运动数据构建所述从弹与障碍物之间的避障控制器；

根据所述领弹的参考视线角轨迹、多枚所述从弹的期望时变编队构型、所述防碰控制器和所述避障控制器为多枚所述从弹构建协同制导律；

所述领弹和多枚所述从弹根据所述逆轨拦截制导律和所述协同制导律进行协同制导。