[发明专利]一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种控制多导弹协同作战时实现攻击时间和攻击角度协同，且满足受到的雷达威胁最小的协同弹道规划方法，属于航空、航天弹道与制导技术领域。

背景技术

未来战争将是作战体系与体系之间的攻防对抗，尤其是以精确制导武器为主的攻击体系和日益加强的现代防御体系之间的对抗。在复杂的战场环境下，雷达作为敌方的一种主要探测手段，对导弹的突防构成了较强的威胁。

为实现有效突防，提高综合作战效能，美军率先提出协同作战的概念，并取得了一系列研究成果。

目前，多导弹协同攻击技术逐步成为国内外学者研究的热点，研究的聚焦点包括攻击时间协同、攻击角度协同、攻击时间和攻击角度协同等。虽然现有的一些研究方法能够实现多导弹协同攻击目标，但研究的对象主要针对低速飞行器，且这些方法大都在小角度假设下，将运动方程线性化，对于高速机动飞行的导弹具有较大误差。同时，基于理想条件设计的方法在实际作战应用中往往会因复杂的应用条件产生较大误差，因此，在飞行过程中需考虑到复杂战场环境带来的影响。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，为了提高导弹综合作战效能，考虑战场环境中雷达对导弹的威胁，以及多导弹攻击时间和攻击角度协同作战需求，本发明提供一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种面向突防的多导弹协同弹道规划方法，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：

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。

步骤一中，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t_f全程积分后得到雷达探测区域对导弹的威胁为：

其中，R_k为威胁系数，C_r为威胁系数因子，R_d为导弹与雷达之间的距离，t₀为导弹初始发射时刻，t_f为导弹攻击目标时刻。

步骤一中，上述雷达探测区域对导弹的威胁其获取方法如下：

设在雷达探测区域内，任意位置的威胁系数与该位置的信噪比成正比，即：

R_k∞S/N (1)

式中：R_k为威胁系数；S/N为雷达的信噪比。

理想情况下雷达的信噪比为：