一种无人机系统技术方案

本发明专利技术提出一种无人机系统，属于无人机防御技术领域。所述方法基于物理实际建立起雷达探测模型、无人机防御区模型和拦截模型，用于描述防空作战实际过程，为阵地部署提供基础条件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机系统


[0001]本专利技术属于无人机防御
，尤其涉及一种无人机系统。

技术介绍

[0002]如何在防抗来袭目标的攻击前，进行无人机系统阵地部署，是研究无人机防抗来袭目标攻击这一领域中重要的技术问题。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提出一种无人机系统。所述无人机系统包括探测区模型建立单元、防御区模型建立单元、拦截区模型建立单元和若干拦截无人机。
[0004]在探测区中，所述无人机系统的雷达i的坐标为L
i
(x
i
,y
i
,z
i
)，来袭目标j的坐标为X
j
(x
j
,y
j
,z
j
)；无地形遮蔽时所述雷达的探测区域为方位角为α、俯仰角为β、半径为D的部分球体，有地形遮蔽时电磁波的传播被阻挡，所述雷达的探测距离被压缩，所述探测区域为不规则的部分球体；当雷达天线海拔高度为0时，阵地遮蔽角为第i个遮蔽物海拔高度为H
i
，第i个遮蔽物到所述雷达的直线距离为D
i
，地球等效半径为R，则雷达探测距离远界为D，所述无人机系统的雷达对所述来袭目标的最远探测距离为R
max
，所述无人机系统距地面的高度为H，所述雷达天线法线方向相对正北方向顺时针角度为δ
i
，扇面宽度为α
i
，扇区俯仰角下限为β
iL
，上限为β
iHr/>，则所述探测区模型建立单元建立的所述雷达对所述来袭目标j的探测区模型为：
[0005][0006]在防御区中，所述来袭目标在所述防御区的垂直内点为X
t
(x,y,z)，所述防御区的最大高度为H
max
，最小高度为H
min
，最大高低角为ε
max
，垂直防御区满足远界D
max
、低近界D
min
、高界H
max
、低界H
min
、高近界约束条件，所述无人机系统对所述来袭目标j的S轴与正北方向顺时针夹角为η
ij
，所述防御区最大航路角为q
max
，则所述防御区模型建立单元建立的所述防御
区模型为：
[0007][0008]在拦截区中，所述无人机系统与来袭目标j的拦截弧段时长为所述拦截弧段最早遭遇点时刻为最晚遭遇点时刻为所述来袭目标j进入所述防御区远界时的坐标为X'
j
(x'
j
,y'
j
,z'
j
)，时刻为T
′
j
，离开所述防御区近界的时刻为T
j
″
，所述雷达探测到所述来袭目标j的时间为所述无人机系统的反映时间为T
l(r)
，所述来袭目标到所述无人机系统的距离为所述拦截无人机发射的拦截物的速度为V，所述拦截物进入所述防御区远界所需的时间为所述来袭目标飞至所述防御区远界的时间为所述来袭目标与所述拦截物相遇时的坐标为所述来袭目标与所述拦截物在所述防御区内相遇时距所述拦截无人机的距离为所述拦截弧段最早遭遇点时刻具体表示为则所述拦截区模型建立单元建立的所述拦截区模型为：
[0009][0010]对于所述防御区模型，采用PCHIP三阶Hermite插值拟合，拟合多项式如下：
[0011][0012]其中，x0与x1为待插值点的两个相邻点位置，y0与y1为分别与自变量x0与x1对应的因变量，y0′
与y1′
为对应的导数。
[0013]当存在所述拦截弧段时，则所述拦截无人机在所述拦截区空域内对所述来袭目标进行拦截；当不存在所述拦截弧段时，则判定所述来袭目标在所述拦截物进入所述防御区之前已飞离所述防御区，且无法拦截。
[0014]所述探测区、所述防御区和所述拦截区的阵地部署原则包括就近防护原则、关键节点抗击原则和重点目标防护原则；其中：所述就近防护原则是指，所述阵地靠近被保护目
标，从而在所述来袭目标拉起阶段对其进行探测与杀伤防御；所述关键节点抗击原则是指，所述阵地部署在多条进袭航线的节点位置上；所述重点目标防护原则是指，所述阵地用于保护具有价值权重更高优先级的目标。
[0015]综上，本专利技术提出的技术方案基于物理实际建立起雷达探测模型、无人机防御区(杀伤区)模型、拦截模型等用于描述防空作战实际过程，为阵地部署提供基础条件。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为根据本专利技术实施例的无人机系统的示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，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做出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。
[0019]本专利技术第一方面提出一种无人机系统。所述无人机系统包括探测区模型建立单元、防御区模型建立单元、拦截区模型建立单元和若干拦截无人机。
[0020]在探测区中，所述无人机系统的雷达i的坐标为L
i
(x
i
,y
i
,z
i
)，来袭目标j的坐标为X
j
(x
j
,y
j
,z
j
)；无地形遮蔽时所述雷达的探测区域为方位角为α、俯仰角为β、半径为D的部分球体，有地形遮蔽时电磁波的传播被阻挡，所述雷达的探测距离被压缩，所述探测区域为不规则的部分球体；当雷达天线海拔高度为0时，阵地遮蔽角为第i个遮蔽物海拔高度为H
i
，第i个遮蔽物到所述雷达的直线距离为D
i
，地球等效半径为R，则雷达探测距离远界为D，所述无人机系统的雷达对所述来袭目标的最远探测距离为R
max
，所述无人机系统距地面的高度为H，所述雷达天线法线方向相对正北方向顺时针角度为δ
i
，扇面宽度为α
i
，扇区俯仰角下限为β
iL
，上限为β
iH
，则所述探测区模型建立单元建立的所述雷达对所述来袭目标j的探测区模型为：
[0021][0022]在防御区中，所述来袭目标在所述防御区的垂直内点为X
t
(x,y,z)，所述防御区的最大高度为H
max
，最小高度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机系统，其特征在于，所述无人机系统包括探测区模型建立单元、防御区模型建立单元、拦截区模型建立单元和若干拦截无人机；其中：在探测区中，所述无人机系统的雷达i的坐标为L
i
(x
i
,y
i
,z
i
)，来袭目标j的坐标为X
j
(x
j
,y
j
,z
j
)；无地形遮蔽时所述雷达的探测区域为方位角为α、俯仰角为β、半径为D的部分球体，有地形遮蔽时电磁波的传播被阻挡，所述雷达的探测距离被压缩，所述探测区域为不规则的部分球体；当雷达天线海拔高度为0时，阵地遮蔽角为第i个遮蔽物海拔高度为H
i
，第i个遮蔽物到所述雷达的直线距离为D
i
，地球等效半径为R，则雷达探测距离远界为D，所述无人机系统的雷达对所述来袭目标的最远探测距离为R
max
，所述无人机系统距地面的高度为H，所述雷达天线法线方向相对正北方向顺时针角度为δ
i
，扇面宽度为α
i
，扇区俯仰角下限为β
iL
，上限为β
iH
，则所述探测区模型建立单元建立的所述雷达对所述来袭目标j的探测区模型为：在防御区中，所述来袭目标在所述防御区的垂直内点为X
t
(x,y,z)，所述防御区的最大高度为H
max
，最小高度为H
min
，最大高低角为ε
max
，垂直防御区满足远界D
max
、低近界D
min
、高界H
max
、低界H
min
、高近界约束条件，所述无人机系统对所述来袭目标j的S轴与正北方向顺时针夹角为η
ij
，所述防御区最大航路角为q
max

【专利技术属性】
技术研发人员：许国珍，王志梅，张海燕，崔轩，王怀习，陈怀进，吴媛媛，姜凯，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：