[发明专利]一种具有禁飞区约束的显式制导方法

说明书

一种具有禁飞区约束的显式制导方法，不同于跟踪参考弹道的方法，不需要预先存储参考弹道，其加速度指令是导弹与目标当前状态、禁飞区描述参数的显式表达式。此制导方法由虚拟目标导引律和边界约束方案组成。先将目标映射到虚拟目标，然后获得虚拟目标与导弹的相对运动关系，最后利用比例导引律将导弹导引向虚拟目标，以便绕开禁飞区。当导弹命中虚拟目标时，虚拟目标与实际目标重合，即导弹命中实际目标。在一些特殊情况下，导弹仍然有可能因为转弯不及时而进入禁飞区，此时则需要利用边界约束方案来保证禁飞区约束。边界约束方案的加速度指令能够导引导弹贴近并沿着禁飞区边界飞行。利用与比例导引律相关的解析解来判断是否需要边界约束方案。

技术领域

本发明涉及一种具有禁飞区约束的显式制导方法，属于航天技术、武器技术、制导控制 领域。

背景技术

在现代战争中，交战双方一般会在核心区域和前沿阵地部署防空系统，以保护己方高价 值目标，并压缩敌方在空中的活动范围。防空导弹的有效射程一般受到目标的飞行速度，高 度和RCS大小的影响。从进攻方的角度看，常用的突防手段有提高己方飞行器的速度和机动 性，降低飞行高度，减小RCS，使用诱饵和采用饱和攻击等，但是当目标在禁飞区外运动时， 最佳的做法是绕过由防空导弹系统构成的禁飞区。

比例导引是制导方法的典型代表，其加速度指令正比于视线角变化率和导弹相对于目标 的速度。由于比例导引方法简单、有效和易于实现，比例导引被广泛的应用。虽然以比例导 引为基础发展的一些显式制导方法可以约束终端速度及弹道倾角约束，但还无法处理具有禁 飞区约束的情况。目前，考虑禁飞区约束时常用的方法是：先规划一条绕过禁飞区的弹道， 然后控制导弹跟踪此参考弹道。虽然此方法易于处理各种复杂的航迹约束问题，但是需要预 先存储参考弹道，仅适用于打击固定或低速运动目标。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种具有禁飞区约束的显式制导方法。不同于 跟踪参考弹道的方法，此制导方法不需要预先存储参考弹道，其加速度指令是导弹与目标当 前状态、禁飞区描述参数的显式表达式。此制导方法由虚拟目标导引律和边界约束方案组成。 虚拟目标导引律的思路是：先将目标映射到虚拟目标，然后获得虚拟目标与导弹的相对运动 关系，最后利用比例导引律将导弹导引向虚拟目标，以便绕开禁飞区。当导弹命中虚拟目标 时，虚拟目标与实际目标重合，即导弹命中实际目标。但是在一些特殊情况下，导弹仍然有 可能因为转弯不及时而进入禁飞区，此时则需要利用边界约束方案来保证禁飞区约束。边界 约束方案的加速度指令能够导引导弹贴近并沿着禁飞区边界飞行。本文利用与比例导引律相

步骤1：建立运动学与动力学方程

导弹与目标在水平面内的交战问题，建立参照系o-xy，M为导弹质心，T为目标质心， 导弹需要规避以E点为中心点，半径为r_E的圆形禁飞区，中心点E的位置向量为 X_E＝[x_E,y_E]^T，其中x_E,y_E分别为中心点位置向量在坐标轴x-、y-上的分量。则有如下运动方 程组