[发明专利]多飞行器同时协同拦截飞行器数量及空间位置散布的设计方法

权利要求书

1.多飞行器同时协同拦截飞行器数量及空间位置散布的设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

一、根据目标运动信息误差及加速度预报的误差特性，计算中末交班时目标预测命中区域视线坐标系Oyz平面内的投影：

其中，表示点(y,z)服从均值为y协方差矩阵为Q_y的正态分布，y和Q_y的表达式为

其中，t_e表示预测命中时刻，q_ε,q_β分别为视线高低角和视线方位角，L(q_ε,q_β)为惯性坐标系到视线坐标系的转换矩阵，[x_s0 y_s0 z_s0]^T为基准视线坐标系的原点在惯性坐标系下的坐标，[x_T(t_e) y_T(t_e) z_T(t_e)]^T为惯性坐标系下预测命中区域均值点的坐标，为惯性坐标系下预测命中区域的协方差矩阵；L(q_ε,q_β)的表达式为

[x_T(t_e) y_T(t_e) z_T(t_e)]^T和的表达式分别为

其中，u_T0和分别为目标的加速度输入及其协方差矩阵，X_T为目标位置和速度所构成的运动状态，X_T(0)和分别为目标运动状态的均值和协方差矩阵；t₀表示中末交班时刻，τ表示[t₀,t_e]区间内的任一时刻，C_T和B_T的表达式分别为

I_3×3和0_3×3分别为3×3的单位矩阵和零矩阵；Φ_T(t_e,τ)的表达式为

二、构造基于区域覆盖的同时协同拦截指标，建立同时协同拦截问题的数学模型；

三、基于区域覆盖优化方法，在飞行器数量确定的条件下求解飞行器的零控终端位置和相应的中末交班成功概率；

四、基于二分算法求解所需飞行器的最少数量。

2.根据权利要求1所述的多飞行器同时协同拦截飞行器数量及空间位置散布的设计方法，其特征在于，在步骤二中，所建立的数学模型形式如下：

其中，N为飞行器总数量，p_j为第j个飞行器的零控终端位置，为预测命中区域在目标飞行器遭遇平面内的投影，ξ表示区域内的一点，φ(ξ)为目标预测命中区域的概率密度分布函数，其表达式为

J₂(N,p₁,…,p_N)为N个飞行器的中末交班成功概率，其表达式为

Υ_min为所要求的中末交班成功概率的最小值，f_j(p_j,ξ)的表达式为

其中，ξ_y和ξ_z分别为ξ的y向坐标和z向坐标，和分别为p_j的y向坐标和z向坐标，d₀为飞行器在末制导阶段的最大可机动距离，d₀的表达式为

其中，a_max为飞行器在末制导阶段的最大机动加速度，t_f飞行器在末制导阶段的飞行时间，其大小为t_f＝t_e-t₀。