[发明专利]基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法

权利要求书

1.一种基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：确定参量的适用范围；

步骤2：对海域进行预处理，建立坐标系；

步骤3：通过主动声呐方程和鱼雷自导扇面角建立判断模型，通过判断模型，判断鱼雷是否捕获到目标；所述的判断模型如下，当满足以下条件时，即可认为鱼雷捕获到目标：

2TL(D_i)-TS(Q_m)≤SL-NL+DI-DT             (1)

其中，目标位置坐标(X_m,Y_m,Z_m)；鱼雷位置坐标为(X_T,Y_T,Z_T)；D_i为目标与鱼雷之间距离，Q_m为敌舷角；TL(D_i)为距离为D_i时的传播损失；TS(Q_m)为敌舷角Q_m时的目标强度；SL为目标辐射声源级；NL为干扰噪声；DI为自导接受指向性系数；DT为检测阈；C_T为鱼雷速度方向；λ为鱼雷自导扇面角；

步骤4：建立判断在机动规避目标参量确定时的目标捕获模型；

步骤5：确定某个修正参数，通过形心法确定该修正参数下的鱼雷有利提前角，对鱼雷及目标参量附加误差，采用蒙特卡罗法，确定在该机动规避目标参量一定时，该修正参数下的捕获概率；

步骤6：改变修正参数，得到机动规避目标参量一定时，使捕获概率最大的修正参数，称为最佳修正参数；

步骤7：改变机动规避目标的参量，并计算得到该机动规避目标参量下对应的最佳修正参数，做出最佳修正参数随机动规避目标参量变化的函数图形；

步骤8：判断函数图形是否可以得到函数公式，若不能得到，则选取新的修正参数，重复步骤5到8；

步骤9：根据函数图形，得到某范围内，最佳修正参数随机动规避目标参量变化的函数；

步骤10：根据函数图形，对适用范围进行修正；

步骤11：选取不同的机动规避目标参量种类，重复步骤7到10，得到最佳修正参数随不同机动规避目标参量变化的综合函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法，其特征在于步骤2具体包括如下步骤：

步骤2.1：以水下航行器协同系统航线起点为原点，以东为X轴正方向，北为Y轴正方向，上为Z轴正方向建立三维空间直角坐标系；

步骤2.2：鱼雷发射角即时刻为0时的鱼雷速度方向为鱼雷速度向量与X轴夹角；

步骤2.3：根据敌舷角、射距、目标深度与运动方程确定坐标系中任一时刻鱼雷与目标三维坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法，其特征在于步骤4具体包括如下步骤：

步骤4.1：从0时刻开始，以鱼雷自导间隔为搜索时间间隔，进行捕获判断；

步骤4.2：鱼雷以某一发射角度发射，进行直航，每隔一次搜索时间间隔，根据判断模型，判断是否捕获目标；

步骤4.3：当判断出鱼雷捕获到目标时，输出为1，过程结束，否则继续进行步骤4.2；

步骤4.4：当鱼雷运动距离超出鱼雷航程时，输出为0，过程结束；

步骤4.5：模型输出为1时为捕获到目标，输出为0时为未捕获目标。

4.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法，其特征在于步骤5由形心法得到修正后的有利提前角的计算公式为：

其中，r为鱼雷自导半径，m为鱼雷和目标的速度比，D_s为鱼雷的射距；Q_mR为机动规避的敌舷角；

采用蒙特卡罗方法，通过对目标和鱼雷的参量附加N次不同的符合正态分布的误差，当鱼雷捕获模型输出为1时，捕获次数加一，从而得到捕获次数n_find，此时捕获概率为：

5.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法，其特征在于所述步骤9中，确定最佳修正参数随机动规避目标参量变化的函数的方法为最小二乘法，当最佳修正参数随机动规避目标参量变化的函数为曲线时，对机动规避目标参量取n次方，n＝……,-2,-1,1,2,……，直到某范围内函数图像接近直线。