[发明专利]一种针对初始航迹角自由的控制时间和角度的二维协同制导方法

说明书

本发明提出了一种针对初始航迹角自由的控制时间和撞击角度的二维协同制导方法，其特征在于计算期望飞行距离、确定轨迹搜索初始值、计算初始航向角、计算贝塞尔曲线的控制点、计算贝塞尔轨迹长度、视贝塞尔轨迹长度调整初始航迹角大小、向搜索队列中加入初始搜索区间、从队列中取出头部搜索空间、向队列中加入需进一步搜索空间、判断队列是否为空、判断目标是否处于杀伤半径等步骤。本发明基于贝塞尔曲线长度单调性变化规律，设计了使用二分法确定初始航迹角和使用队列搜索轨迹跟踪点的方法，实现了飞行器变速度条件下的攻击时间和攻击角度的高精度控制。该算法的复杂度低，工程实现简单，具有收敛速度快、适于机载弹载计算机实时计算的优点。

技术领域

本发明属于制导技术领域，特别涉及一种针对初始航迹角自由的控制时间和角度的二维协同制导方法。

背景技术

控制攻击时间和攻击角度的(ITACG)制导律目标是控制飞行器实现在特定时间、特定角度对目标进行打击，在军事上具有广泛的应用前景。尤其对于协同对海突击而言，ITACG制导律有希望降低对方防空系统的拦截效果，提高突防概率，且对于存在雷达盲区的舰船而言，具有特殊的打击效果。对于装备了垂直发射系统的舰艇而言，由于该系统发射的导弹具有全向攻击能力，相当于具有了一种选择合适的初始航向角的机会。而当前ITACG制导律很少考虑初始航向角的优化与选择问题，在导弹变速度的情况下，其制导律也存在计算复杂度高，不利于实时计算的缺点。同时对于轨迹跟踪问题而言，传统的轨迹离散化跟踪方法，具有跟踪精度低、时间误差大的缺点。

具体而言，ITACG制导律主要有变导引参数法、滑模控制法、飞行过程中集中决策法、飞行过程中分散决策法等。这些控制方法都极少考虑初始航向角的优化问题，同时难以适应变速度的情况，且大多依赖于飞行过程中的通讯协调，一旦受到干扰很容易不能完成协同打击。最后，部分基于几何的制导律计算过程复杂，不利于机载计算机实时计算。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种针对初始航迹角自由的控制时间和角度的二维协同制导方法，包括以下步骤：

S1:根据期望打击时间t_D,根据飞行器速度剖面确定飞行器期望飞行距离L_D。

S2：确定轨迹搜索初始值，具体包括：搜索角度下限θ_s，搜索角度上限θ_b，搜索精度ε，轨迹位置搜索宽度s，初始匹配τ_pre和搜索队列Q；

S3：计算初始航向角

S4：根据初始航迹角和期望攻击角度确定贝塞尔曲线的控制点P_c(x_c,y_c)，具体为：

记飞行器初始位置为E₁(x₁,y₁)，目标位置为E₂(x₂,y₂)，初始航向角为θ₀，期望攻击角度为θ_f，则控制点的位置可计算为：

y_c＝y₁+tan(θ_f)(x_c-x₁)

S5：计算贝塞尔轨迹长度，记由E₁、P_c、E₂点组成的贝塞尔曲线为则其长度为

S6：视贝塞尔轨迹长度调整初始航迹角大小，具体为：

如果则θ_s＝θ₀，返回S3；

如果则θ_b＝θ₀，返回步骤3；

如果则进行S7；