[发明专利]一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法

权利要求书

1.一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立再入飞行器飞行动力学模型；

S2、选取飞行器不同的初始参数，同时设置攻角和倾侧角，利用S1所述的飞行动力学模型进行仿真，获得飞行器终端位置；所述初始参数包括高度、速度、经度、纬度、航迹角、航向角；

S3、将飞行器的初始参数、攻角、倾侧角、时间作为输入，飞行器终端位置作为输出，采用BP神经网络进行训练，获得训练后的神经网络模型；

S4、确定禁飞区的位置；根据飞行器当前的攻角、倾侧角，利用训练后的神经网络模型预测飞行轨迹；

S5、判断飞行轨迹与禁飞区的位置关系，当飞行器受禁飞区影响时，调整飞行器的倾侧角；调整飞行器的倾侧角的方法为：

S51、飞行轨迹相对于地球半径近似为一段圆弧，飞行器当前位置为轨迹起点p_S，圆弧的另一端为轨迹终点p_E，禁飞区采用多个顺序连接的特征点表示；计算轨迹终点与禁飞区的所有特征点的距离；选取距离最小的特征点p，以及与p点相连接的两个特征点p₁和p₂；

S52、计算线段p₁p、p₂p、p_Sp、p_Ep相对于参考方向的夹角，分别记为

S53、若的大小处于和之间，则圆弧终点处于禁飞区之内；否则，轨迹终点处于禁飞区之外；

S54、若轨迹终点在禁飞区外，记录此时的飞行器飞行时间t，转入S57，否则转入S55；

S55、计算轨迹终点相对于线段p₁p、p₂p的距离，选取较小的值作为飞行器相对于禁飞区的距离，记为d；

S56、采用二分法，调整轨迹预测时间t，计算相应的轨迹终点位置p′_E，重复S52～S55确定调整轨迹预测时间后飞行器相对于禁飞区的距离d′，直至d′小于设定的阈值Δd；

S57、确定轨迹与禁飞区相交时的轨迹预测时间t_⊥＝t′；

S58、设定轨迹预测阈值t_threshold，比较轨迹与禁飞区相交时的时间t_⊥1和t_⊥2与t_threshold的大小关系；若t_⊥1和t_⊥2均大于t_threshold，则飞行器保持当前倾侧角飞行；若t_⊥1和t_⊥2中至少有一个小于t_threshold，则飞行器按照t_⊥1和t_⊥2中较大的一个决定倾侧角符号。

2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法，其特征在于，所述禁飞区为不规则形状。

3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法，其特征在于，S2中，攻角和倾侧角均为以速度为自变量的函数。

4.根据权利要求1所述的一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法，其特征在于，S4中，根据禁飞区的经纬度信息，计算禁飞区在地心坐标系下的位置信息，再根据地心坐标系与飞行器位置坐标系间的转换矩阵，计算禁飞区在飞行器位置坐标系下的坐标信息，即确定禁飞区的位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于轨迹智能预测的再入飞行器任意禁飞区绕飞方法，其特征在于，S4中，利用训练后的神经网络模型预测飞行轨迹的方法为：

S41、获取飞行器当前的高度、速度、经度、纬度、航迹角、航向角；

S42、设置飞行器的飞行时间；

S43、将飞行器当前的高度、速度、经度、纬度、航迹角、航向角，以及飞行器的飞行时间作为输入参数，利用训练后的神经网络模型预测飞行轨迹。