[发明专利]一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法

说明书

本发明涉及一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法，对具有攻击落角约束的地面固定目标，结合微型作业飞行器自身机载捷联寻的器小视场范围的限制，设计期望的指定倾角攻击轨迹；微型作业飞行器通过导航系统测量自身的飞行姿态、相对地面高度、速度和地理三维坐标信息，将飞行器自身位置信息与期望攻击轨迹比对，导引控制飞行器到期望轨迹上，使飞行器弹体轴基本对准固定攻击目标，开始从中制导巡航段进入末端攻击段。本发明通过设计一种非线性滑模变结构控制率，满足了使微型飞行器的飞行方向向期望轨迹平滑过渡的要求，提高了系统的准确性和抗干扰能力。

技术领域

本发明属于飞行器导航、制导的技术领域，具体涉及一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法。

背景技术

微小型无人飞行器因不用考虑人的承受力、人员伤亡等突出优势而广泛应用与军事与民用领域，例如监视、侦查、定位、电子战及毁伤评估等军事领域，以及人工降雨、气象观测、应急救援、森林防火、环境监测等民事领域，具有广阔的军用和民用前景。

军用微小型无人作业飞行器的主要功能包括侦察、监视、干扰和攻击等。通过在微型飞行器上加装红外摄像机和光电摄像机等寻的传感器，使其具有侦察和末端打击的能力。由于受到体积和重量的限制，微型飞行器一般使用固联在飞行器上的捷联寻的器，无法安装随动电机，使得其不具有随动伺服跟踪目标的能力，并且其视场范围有限，只有在目标进入其视场后具有小范围的高精度测量功能。

加装捷联寻的器的微型作业飞行器，为了有效击中目标，只有保证在最末段攻击过程中飞行器的弹体轴基本对准目标的前提下，才能保证寻的器的正常工作。另外，为了提高飞行器携带战斗部的毁伤效果，微型作业飞行器一般还附带提出指定落角(指定攻击倾角)的攻击方式。因此针对微小型无人作业飞行器技术特点的特殊性，本发明给出了一种微型飞行器从巡航飞行段进入到具有指定攻击倾角的末端制导段的有效方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明能够很好的满足微型作业飞行器在体积、结构和视场受限的前提下，有效进入末端攻击制导阶段，为降低飞行器及寻的器结构和重量提供了技术可能。

本发明提供了一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法，其特征在于对具有攻击落角约束的地面固定目标，结合微型作业飞行器自身机载捷联寻的器小视场范围的限制，设计期望的指定倾角攻击轨迹；微型作业飞行器通过导航系统(如惯性传感器器件和卫星GPS接收机等设备)联合使用测量自身的飞行姿态、相对地面高度、速度和地理三维坐标信息，将飞行器自身位置信息与期望攻击轨迹比对，导引控制飞行器到期望轨迹上，使飞行器弹体轴基本对准固定攻击目标，开始从中制导巡航段进入末端攻击段，当机载红外 /光电等捷联寻的器捕获目标后，开启末端导引模式。

优选地，所述导引控制飞行器到期望轨迹上的具体方法为通过设计收敛的飞行弹道轨迹非线性变结构滑模控制率，以使得飞行器能够进入指向目标的期望指定攻击(轨迹)方向的飞行弹道。

具体地，所述导航系统包括如惯性传感器器件和卫星GPS接收机。

进一步地，所述收敛的飞行弹道轨迹非线性变结构滑模控制率的设计具体步骤包括：

S1、测量微型作业飞行器相对地面惯性坐标系的姿态角、位置和速度信息：微型作业飞行器相对地面惯性坐标系的姿态角信息通常由惯性传感器来测量，而三维世界位置和平移速度通常由卫星全球定位系统(GPS)测量；

S2、设定飞行器的期望攻击轨迹：针对具有攻击落角约束的地面固定目标，设计一条与水平地面期望指定倾角θ_d的直线轨迹；