[发明专利]一种基于快速响应算法的导弹集群拦截方法

说明书

本发明公开了一种基于快速响应算法的导弹集群拦截方法。针对导弹集群攻击问题，建立导弹集群拦截模型；根据导弹集群拦截模型计算导弹集群拦截控制量，建立目标函数对导弹集群拦截控制量进行优化，进而控制防御系统完成导弹集群的精准快速拦截。本发明提高导弹集群拦截的准确性和快速性，增强导弹防御系统的导弹拦截能力。

技术领域

本发明涉及一种导弹集群拦截方法，尤其是涉及了一种基于快速响应算法的导弹集群拦截方法。

背景技术

在军事行动中，参战双方都需要对对方发射的导弹进行拦截，如果拦截成功率较高，则可以明显减少己方的战斗损失，反之则会损失惨重甚至失去继续作战的能力。然而，受天气、导弹数量等因素的影响，导弹集群拦截的难度较高，作战指挥中心很难制定快速且精准的拦截控制策略并实时下发给每个拦截作战单元。此时，如何设计一种嵌入到每个拦截作战单元的分布式方法，实现每个拦截作战单元能够自主确定拦截方法，是一项亟待解决的问题。

现有导弹集群拦截方法存在精度低、速度慢等不足，且易受不确定性天气因素影响，导致导弹拦截系统难以应对数量众多的导弹集群攻击。因此，需要设计一种基于快速响应算法的导弹集群拦截方法，实现导弹集群的精准快速拦截，提升导弹防御系统的导弹拦截能力。

发明内容

为解决上述问题，本发明针对导弹集群攻击问题，建立导弹集群拦截模型；基于快速响应算法计算导弹集群拦截控制量，控制防御系统完成导弹集群的精准快速拦截。

如图1所示，本发明的技术方案采用如下步骤：

1)针对导弹集群攻击问题，建立导弹集群拦截模型；

2)根据导弹集群拦截模型计算导弹集群拦截控制量，建立目标函数对导弹集群拦截控制量进行优化，进而控制防御系统完成导弹集群的精准快速拦截。

所述的步骤1)中的导弹集群拦截模型采用以下公式表示：

其中：k代表第k时刻，k≥1；i代表第i个拦截导弹，i＝1,...,n；n代表防御系统的拦截导弹数量，n＞1；x_i(k)、y_i(k)、z_i(k)分别代表第k时刻的第i个拦截导弹在三维空间中以导弹起飞点为原点的位置；a_i(k)、b_i(k)、c_i(k)分别代表第k时刻的第i个拦截导弹的速度、飞行路线角度、头部朝向角度；A_i(k)、B_i(k)、C_i(k)分别代表第k时刻的第i个拦截导弹的速度变化值、飞行路线角度变化值、头部朝向角度变化值，A_i(k)∈{-A,0,A}、B_i(k)∈{-B,0,B}、C_i(k)∈{-C,0,C}；A、B、C分别代表拦截导弹的速度最大值、飞行路线角度最大值、头部朝向角度最大值；sin代表正弦计算；cos代表余弦计算。

所述的步骤2)中，计算导弹集群拦截控制量u_i(k)，采用以下公式表示为：

u_i(k)＝[a_i(k),b_i(k),c_i(k)]^T

其中，a_i(k)、b_i(k)、c_i(k)分别代表第k时刻的第i个拦截导弹的速度、飞行路线角度、头部朝向角度，T表示矩阵转置。

所述的步骤2)中，建立目标函数对导弹集群拦截控制量进行优化，具体为：

(1)随机设置拦截控制量的初始值u_i(0)，设定迭代计算次数N；

(2)建立以下目标函数J：