基于RCS与最短滞留时间的无人机协同航迹规划

发布时间：2020-04-03 11:12

【摘要】：无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)的航迹规划直接影响着无人机的战场生存能力。无人机协同航迹规划是在复杂的战场环境中,依据担负的任务,对整体飞行航迹进行提前规划的问题,最终的目的是为了提高无人机的战场生存能力和完成任务的能力,本文分别以目标雷达截面(Radar Cross Section,RCS)与最短滞留时间作为约束研究了无人机航迹规划模型,并进行了仿真分析。主要工作如下:(1)介绍了飞行器航迹规划的研究背景意义、航迹规划算法的研究现状以及算法的适用环境;并简单介绍了几种常用的航迹规划算法,归纳了算法的适用环境和算法的一些优缺点。介绍了航迹规划的理论基础。(2)研究了飞行器航迹规划的数学模型,给出了空域规划的最优控制函数和飞行器机动的约束条件,分析了目标RCS特性和雷达探测功率对航迹规划的影响,对双机协同探测动态目标的航迹规划,表明通过调整飞行器姿态,增大目标RCS值可以提高探测概率,通过降低自身雷达发射功率,有利于射频隐身性能,降低被发现概率。(3)研究了无人机协同探测的最短滞留时间的设计,给出了无人机协同探测的整体航迹规划模型和局部航迹规划模型。在整体航迹规划模型中,给出了以整体滞留时间最短为目标的单目标优化模型;在局部航迹规划模型中,采用蚁群算法对每个目标群内小目标探测航迹进行了规划。(4)研究了无人机协同近程打击的最短滞留时间设计,给出了协同近程打击的无人机火力分配模型、敌方雷达站模型和剩余火力分配模型;给出了以整体打击效益与最短滞留时间为约束的协同近程打击的无人机航迹规划模型。研究了无人机协同远近程打击的最短滞留时间设计,给出了协同远近程打击任务的航迹规划模型;在近程打击模型的基础上,确定了协同远程打击的航迹规划原则,给出了无人机协同远近程打击的最短滞留时间设计。
【图文】：

第三章 飞行器航迹规划模型域基本要素间的表示方法器的飞行空域一般是在一定的三维空间，在较小范围内的飞行轨迹地理直角坐标系: X 轴代表坐标北，Y 轴代表坐标西，Z 轴朝向天角坐标系下的坐标为( x, y , z )，其中 x, y 表示水平位置，z 表示飞行行空域可表示为集合 ( x, y , z ) 0 x max X ,0 y max Y ,0 z maxZ 务中，，飞行器的空域环境通常比较复杂，存在各种潜在的威胁因素会随时发生变化，要想在航迹规划之前获取所有的空域环境得威胁某个确定的威胁源，也会因为探测信号的误差而造成不同的判断，规划空域有一个移动的威胁源，飞行器在靠近该区域时，必须保证

南京航空航天大学硕士学位论文法，主要常见的有以下几种[41]：坐标与时间关系的表示法；飞行速度、方向与时间关系的表示法；坐标位置变化与时间关系的表示法；务的高级别抽象航迹表示法。示方法虽然各有侧重，而且复杂程度也在不断增加，但是务的需要，所以在采取具体的航迹规划表示方法时，应当了研究飞行器在飞行过程中，对目标探测与机载雷达射频之间的相对位置，可采用在统一的直角坐标体系下，记录即用空间位置点时间序列表示飞行器的航迹。在此，S 为飞行器初始位置，1 n1P P , , 为中间航迹节点。每个) 唯一确定。图 3.2 用航迹点表示的航迹图。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V279;V249

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本文编号：2613296