一种基于态势认知结果的航迹保障方法技术

本发明专利技术公开了一种基于态势认知结果的航迹保障方法，采用蚁群算法，从对抗的态势认知结果入手，完成对抗过程中的状态推演，获得实时性能参数，从对抗态势分析、飞行器威胁度分析、航迹生成3个方面，对飞行器进行航迹保障设计，保证飞行器在以自身安全保障前提下完成飞行任务。本发明专利技术通过对对抗中飞行器所受威胁进行分析，得出威胁能力模型，获得飞行器所受威胁范围与威胁值，并根据分析结果实现飞行器的航线生成，确保飞行器依据航线飞行所受威胁最低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于态势认知结果的航迹保障方法


[0001]本专利技术属于雷达对抗领域，具体涉及一种基于态势认知结果的航迹保障方法。

技术介绍

[0002]随着现代科技和信息化技术的迅速发展，对抗的突发性增加、对抗态势的变化和进程加快，都对对抗的时效性和灵活性提出了更高的要求。而飞行器具有速度快、突防能力强、战术灵活多变等特点，特别是具有隐身功能的飞行器的出现以及威力强大武器的配备，这就使得飞行器成为了现代对抗中当之无愧的主角。但是，由于现代对抗的综合性越来越强，各种尖端设备层出不穷，特别是雷达技术的不断发展，使得飞行器在对抗中所受到的威胁越来越大。因此，如何保障实际对抗中飞行器的生存机率与任务执行效率已经成为了现今众多研究者的关注重点之一，而这其中一种比较有效的方法就是航迹保障设计。航迹保障设计就是通过情报融合，可以充分利用飞行计划关于飞行器的属性信息以及对抗相关态势信息，预先或临时确定的有关飞行器的飞行航线和飞行航向、速度、高度、时间等参数，在保障飞行器安全的前提下完成计划任务。
[0003]飞行器的航迹保障设计实际上就是根据航线上飞行器方向、速度、高度、位置、所受威胁度的计算得到飞行航迹安全阈值的定量描述，将航迹设计问题转化为一个航迹优化问题。为此，国内外研究人员提出了一些相应算法，这些算法普遍是利用路径最优的数值求解算法，通过对飞行航迹的相关函数求最值以得到最优路径。但是这些算法由于对求解条件要求比较严格，缺乏普适性，同时对所受威胁缺少动态性分析，适用性不强。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种基于态势认知结果的航迹保障方法，从对抗的态势认知结果入手，以蚁群算法为基础，从对抗态势分析、飞行器威胁度分析、航迹生成3个方面，对飞行器进行航迹保障设计，保证飞行器在以自身安全保障前提下完成飞行任务。
[0005]实现本专利技术的技术解决方案为：一种基于态势认知结果的航迹保障方法，步骤如下：步骤1、构建对抗态势分析仿真平台，对抗态势分析仿真平台包括雷达模型、通信模型、电子干扰模型、电子侦察模型、飞机/舰船模型、环境模型、武器装备模型，通过雷达模型、通信模型、电子干扰模型、电子侦察模型、飞机/舰船模型、环境模型、武器装备模型建立飞行器飞行过程中各装备模型间的对抗关系，作为后续航迹保障设计中各项计算和评估的数据源，转入步骤2。
[0006]步骤2、根据对抗态势分析仿真平台的控制参数，建立时序仿真模块，生成态势仿真工作时序，且态势仿真工作时序与实际情况保持一致，向仿真平台中各个模型提供各种触发、同步信号，向信号处理内部提供各模型所属的时序及控制信号，转入步骤3。
[0007]步骤3、对抗态势分析仿真平台根据步骤1建立的各装备模型间的对抗关系与步骤2生成的态势仿真工作时序进行仿真推演，并基于仿真态势认知对飞行器进行组网雷达探
测距离评估，确定飞行器被雷达发现的概率，获得雷达威胁度值，转入步骤4。
[0008]步骤4、针对对抗空间各网格点进行飞行器综合威胁度计算，获得各网格点的综合威胁度值，转入步骤5。
[0009]步骤5、根据各网格点综合威胁值，进行最优航迹求解，实现航迹规划：在进行航迹规划时，根据对抗场景进行推演，获得推演中针对飞行器威胁的影响范围及威胁程度，综合考虑航迹路线与威胁相互间的影响，形成安全航线。
[0010]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：针对现代对抗中飞行器的航迹保障问题，采用蚁群算法，利用态势认知结果对航迹进行规划的航迹保障设计方法。基于态势认知结果的航迹保障设计方法将对抗中雷达装备对飞行器的威胁作为参考因素，网格划分对抗空间，针对对抗中的威胁进行实时推演分析，并融合计算各网格点的综合威胁，并将各网格点的威胁范围与威胁值作为参考量引入信息素函数加以充分考虑，得到最优飞行航迹的求解。在现有情况下，能够有效的实现具有安全保障的最优航线设计。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的对抗态势仿真平台工作流程图。
[0012]图2为本专利技术的空基组网雷达收发分置协同探测方式示意图。
[0013]图3为基于蚁群算法的飞行器航迹保障设计流程图。
[0014]图4为飞行器航迹保障设计的最优飞行航迹图。
[0015]图5为本专利技术基于态势认知结果的航迹保障方法流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次专利技术的技术难点、专利技术点进行进一步介绍。
[0018]结合图1~图5，本专利技术所述的一种基于态势认知结果的航迹保障方法，步骤如下：步骤1、构建对抗态势分析仿真平台。对抗态势分析是飞行器航迹保障设计的基础，其目的是作对抗态势推演以及仿真评估。对抗态势分析仿真平台根据仿真参数采用各装备模型，包括雷达模型、通信模型、电子干扰模型、电子侦察模型、飞机/舰船模型、环境模型、武器装备模型，通过上述模型建立飞行器飞行过程中各装备间的对抗关系，并作为后续航迹保障设计中各项计算和评估的数据源，其分析的准确度决定了后续设计的可靠性、完备性以及有效性。
[0019]对抗态势仿真作为一个复杂的综合体，为了保证对飞行器所受威胁度所作分析的全面、准确，应用了雷达、通信、电子干扰、电子侦察、飞机/舰船、环境、武器装备模型，几乎包括了构建对抗仿真的各要素。在态势仿真中，对于仿真模型的要求是多方位的，包括功能性、灵活性以及真实性。
[0020]功能性：仿真模型针对不同的仿真推演方案或策略，采取与之适应的模型形式，应
用不同的仿真时间步长、粗\细颗粒度仿真功能。
[0021]灵活性：仿真模型根据动态推演的需求，自行匹配模型内仿真处理流程和算法，采用同种设备模型不同推演类型的仿真功能，实现灵活的、可配置化的态势仿真。
[0022]真实性：仿真模型综合考虑实际对抗情况，仿真计算符合实际装备处理流程，以量化方式描述态势结果。
[0023]步骤2、根据仿真平台的控制参数，建立时序仿真模块，生成态势仿真工作时序，且与实际情况保持一致。向仿真平台中各个模型提供各种触发、同步信号，向信号处理内部提供各模型所属的时序及控制信号等。具体功能和流程如下：步骤2
‑
1）时序仿真模块与对抗态势分析仿真平台中的各模型进行通信，发送当前的仿真时间，转入步骤2
‑
2）；步骤2
‑
2），判断模型是否接收到仿真时间，若模型接收到仿真时间，则返回自身模型的状态，并开始执行当前仿真时间的操作，转入步骤2
‑
3）；若模型没有接收到时序仿真模块的仿真时间，该模型停止工作；步骤2
‑
3）判断时序仿真模块是否收到某个模型的返回状态，若未接收到某个模型的返回状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于态势认知结果的航迹保障方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、构建对抗态势分析仿真平台，对抗态势分析仿真平台包括雷达模型、通信模型、电子干扰模型、电子侦察模型、飞机/舰船模型、环境模型、武器装备模型，通过雷达模型、通信模型、电子干扰模型、电子侦察模型、飞机/舰船模型、环境模型、武器装备模型建立飞行器飞行过程中各装备模型间的对抗关系，作为后续航迹保障设计中各项计算和评估的数据源，转入步骤2；步骤2、根据对抗态势分析仿真平台的控制参数，建立时序仿真模块，生成态势仿真工作时序，且态势仿真工作时序与实际情况保持一致，向仿真平台中各个模型提供各种触发、同步信号，向信号处理内部提供各模型所属的时序及控制信号，转入步骤3；步骤3、对抗态势分析仿真平台根据步骤1建立的各装备模型间的对抗关系与步骤2生成的态势仿真工作时序进行仿真推演，并基于仿真态势认知对飞行器进行组网雷达探测距离评估，确定飞行器被雷达发现的概率，获得雷达威胁度值，转入步骤4；步骤4、针对对抗空间各网格点进行飞行器综合威胁度计算，获得各网格点的综合威胁度值，转入步骤5；步骤5、根据各网格点综合威胁值，进行最优航迹求解，实现航迹规划：在进行航迹规划时，根据对抗场景进行推演，获得推演中针对飞行器威胁的影响范围及威胁程度，综合考虑航迹路线与威胁相互间的影响，形成安全航线。2.根据权利要求1所述的基于态势认知结果的航迹保障方法，其特征在于：步骤2中，根据仿真平台的控制参数，建立时序仿真模块，生成态势仿真工作时序，且与实际情况保持一致，向仿真平台中各个模型提供各种触发、同步信号，向信号处理内部提供各模型所属的时序及控制信号，具体如下：步骤2
‑
1）时序仿真模块与对抗态势分析仿真平台中的各模型进行通信，发送当前的仿真时间，转入步骤2
‑
2）；步骤2
‑
2），判断模型是否接收到仿真时间，若模型接收到仿真时间，则返回自身模型的状态，并开始执行当前仿真时间的操作，转入步骤2
‑
3）；若模型没有接收到时序仿真模块的仿真时间，该模型停止工作；步骤2
‑
3）判断时序仿真模块是否收到某个模型的返回状态，若未接收到某个模型的返回状态，则进行等待，超过设定的等待时长后，仍未收到状态信息，则认为该模型出现故障，进行上报，并下发关闭仿真命令，强行终止仿真运行。3.根据权利要求1所述的基于态势认知结果的航迹保障方法，其特征在于：步骤3中，当采用双基组网雷达时，双基组网雷达方程表示为：式中，G1为发射雷达天线增益，G2为接收雷达天线增益，为雷达信号波长，为飞行器雷达截面积，SNR
min
为最小可检测信号信噪比，R1为飞行器到发射雷达间距离，R2为飞行器到接收雷达间距离，需要满足：
‑
R
12 ≤ R1‑
R
2 ≤ R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟强，陈迪，方维海，郑鹏飞，杨佳敏，李贵显，杨蔚，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：