[发明专利]一种面向复杂战场威胁的射前航迹确定方法

摘要

一种面向复杂战场威胁的射前航迹确定方法，为了实现跳跃滑翔式跨大气层飞行器对复杂战场威胁的有效规避，采用基于球面几何的计算方法对飞行器与威胁区的相对位置进行判定，使战场威胁和飞行器航迹得到直观展示。通过建立飞行航迹规划目标函数，采用基于多种算法自适应优选的航迹迭代机理，实现了多约束航迹规划问题的快速求解。本发明可以在飞行器发射前，综合考虑战场环境约束和飞行能力约束，规划出一条生存能力强、突防概率高、打击速度快的最优航迹，使飞行器具备快速打击时敏目标和飞行中规避威胁的能力，为跳跃滑翔式跨大气层飞行器体系作战能力的形成奠定基础。

主权项

一种面向复杂战场威胁的射前航迹确定方法，其特征在于包括如下步骤：(1)获取飞行器在发射时的发射点经纬度，目标点所在的经纬度，威胁区中心点的经纬度，以及威胁区的半径；(2)根据步骤(1)给出的条件，确定一条飞行器的飞行航迹作为初始航迹；(3)将初始航迹进行分段，然后以分段后的初始航迹为初始条件，以航迹性能的代价函数C的取值最小为目标，采用航迹规划搜索算法进行迭代解算，确定出飞行器的最优飞行航迹；所述航迹性能的代价函数C表示为：$C=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(w_1{f}_{\mathrm{TAi}}+w_2{P}_i+w_3{T}_i+w_4{A}_i)$式中，i＝1,2,…n为航迹分段；f_TAi、P_i、T_i、A_i分别为第i段航迹分段上的敌方威胁、突防概率、飞行时间与机动次数的无量纲化表示，w₁～w₄为与敌方威胁、突防概率、飞行时间与机动次数相对应的权重系数，满足w₁+w₂+w₃+w₄＝1；$f_{\mathrm{TAi}}=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j,P_j=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\β}}_j{C}_i/{\left(S_{\mathrm{CDj}}\right)}^4& S_{\mathrm{CDj}}\<R_j\\ 0& S_{\mathrm{CDj}}>R_j\end{array}\right.$β_j为乘数因子，当没有收到第j个威胁预警信息时β_j＝1，否则β_j>1，j＝1,2,…m为第i段航迹分段上相关的威胁区数量，R_j为第j个威胁区的半径，S_CDj为从第j个威胁区中心点向发射点和目标点之间的大圆弧作垂直于大圆弧的大圆弧长，所述的大圆弧为圆心过地心，半径为地球半径的圆弧；C_i为第i段航迹分段的目标函数值，P_i的取值范围在0到1之间，飞行器的突防概率越高，P_i取值越大，T_i的取值范围在秒级，A_i取值在0到10之间，机动次数越多，A_i取值越大。