[发明专利]一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法

摘要

本发明提供了一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法，具体过程为：步骤一、根据雷达方程，建立雷达威胁量化模型来描述雷达探测区域对导弹的威胁；步骤二，建立协同控制模型，包括协同时间控制模型和协同角度控制模型；步骤三，将协同攻击问题转化为非线性最优控制问题，基于hp‑自适应Radau伪谱法进行求解，即在飞行中某一时刻，估计各导弹剩余飞行时间，判断是否需要协同，若需要则计算协同攻击时间和确定需要调整的导弹，对需要调整的导弹进行协同弹道规划。本发明中的方法可以保证多导弹以相同的攻击时间和攻击角度对目标实施打击，同时，飞行过程中受到的雷达探测威胁最小，有效提高了综合作战效能。

主权项

1.一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据雷达方程，建立雷达威胁量化模型来描述雷达探测区域对导弹的威胁；根据战场环境下，不同空间位置所对应的威胁不同，提出任意位置上的威胁通过威胁系数来量化，对导弹从初始发射时刻t0到攻击目标时刻tf全程积分后得到雷达探测区域对导弹的威胁为：其中，Rk为威胁系数，Cr为威胁系数因子，Rd为理想情况下的雷达作用距离，即雷达与导弹之间的距离；t0为导弹初始发射时刻，tf为导弹攻击目标时刻；步骤二、建立协同控制模型，包括协同时间控制模型和协同角度控制模型；步骤201、确定各导弹剩余飞行时间，导弹剩余飞行时间Tgo根据标准弹道终端时刻tf和当前飞行时刻t确定，导弹剩余飞行时间Tgo为：Tgo＝tf‑t；步骤202、确定协同攻击时间，协同攻击时间选取最晚到达目标的导弹飞行时间；假设由N枚导弹组成编队，各导弹剩余飞行时间为i＝1,2,...,N，则协同攻击时间可表示为：步骤203、假设由N枚导弹组成编队，各导弹末端弹道倾角约束可表示为：式中，θcooperate为末端协同攻击角度，表示多导弹以指定的同一角度对目标实施打击；步骤三、将协同攻击问题转化为非线性最优控制问题，基于hp‑自适应Radau伪谱法进行求解，即在飞行中某一时刻，估计各导弹剩余飞行时间，判断是否需要协同，若需要则计算协同攻击时间和确定需要调整的导弹，对需要调整的导弹进行协同弹道规划；(1)根据导弹采用标准制导方式原理，获取标准弹道；标准弹道规划的性能指标函数取为：基于hp‑自适应Radau伪谱法，便能规划一条终端角度满足协同攻击角度要求，且飞行过程中导弹受到的雷达威胁最小的标准弹道；(2)对多导弹进行协同弹道规划；步骤301、在飞行过程的当前飞行时刻t，获取各导弹的空间位置、速度信息；根据步骤201中的方法计算各导弹剩余飞行时间i＝1,2,...,N；步骤302、若满足条件ε_t表示允许时间误差；则组成编队的N枚导弹之间需要进行攻击时间协同控制，进行步骤303；反之，组成编队的N枚导弹的剩余飞行时间差满足要求，不需要进行协同控制，跳转步骤306；步骤303、根据步骤202中的公式(8)计算协同攻击时间，即选取了最晚到达目标的导弹飞行时间作为协同攻击时间，最晚到达目标的导弹之外的所有导弹即为需要进行时间协同控制的导弹；步骤304、多导弹需要同时攻击目标，根据这一协同控制时间要求，对需要进行时间协同控制的导弹，利用hp‑自适应Radau伪谱法重新规划满足协同攻击时间和协同攻击角度约束的弹道；步骤305、以步骤304协同规划后的弹道替代原始标准弹道，通过标准弹道制导控制系统，完成协同控制；步骤306、当时，在协同规划时间间隔Δt后进行步骤301，完成下一轮协同控制；反之，结束。