基于态势分布的多机编队协同目标分配
发布时间：2021-07-19 11:42
基于态势分布的多机编队协同目标分配,可以使编队长机在空战过程中的目标分配决策更加合理化。分析了敌机对我机的态势威胁影响因素,构建了敌我双方的对抗系数矩阵;依据编队内成员的占位关系和编队僚机火力情况,将我机僚机和敌机编队拆分成作战分队形式;基于整个态势分布,综合考虑编队攻击效率和航迹防撞规则,以作战分队形式进行目标分配。目标分配结果符合编队协同空战的一般规律,表明所提方法可以为编队协同作战提供目标分配支持。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
仿真实例态势分布及仿真结果示意图
队形式进行协同目标分配。1对抗系数矩阵模型1.1威胁系数矩阵模型威胁系数矩阵能够客观地反映在整个空战态势中敌机编队对我机编队的具体威胁情况。首先计算各个目标对我方各个僚机的威胁系数Ti，j，其中i=1，2，…，m；j=1，2，…，n，m为我方参与协同分配的僚机个数，n为长机获取的目标个数。威胁系数Ti，j的计算主要依据目标Tj相对僚机Fi的当前态势及态势发展情况，包括3部分：目标意向威胁系数、态势变化威胁系数和目标距离威胁系数［2-4］，组成结构如图1所示。图1目标威胁系数组成及影响结构图1.1.1主威胁系数计算1）目标进入角主威胁系数目标进入角主威胁系数由当前态势下目标相对僚机的水平进入角体现，水平进入角范围为，当时，目标速度指向僚机。目标进入角主威胁系数归一化计算如下：2）接近速度主威胁系数接近速度主威胁系数由当前态势下目标相对僚机的距离和接近速度确定，其计算按目标接近速度正负分为接近和远离两种情况。当敌机接近时，接近速度威胁系数由目标接近时间衡量；当敌机远离时，接近速度威胁系数由目标远离速度衡量。接近速度主威胁系数归一化计算如下：其中，D为当前目标相对僚机的距离；为目标接近速度，代表目标接近，最大接近速度设为±1200m/s；为时间加权系数，。3）目标距离主威胁系数在当前态势下，通过评估和参考敌空空导弹攻击区，设置两个距离常值：威胁距离Dd和告警距离De。目标距离主威胁系数归一化计算方法如下：1.1.2加权系数计算1）目标进入角加权系数考虑空战飞机机动性能强大，目标速度方向变化较快，目标进入角对其他威胁因素的加权影响有限，进入角加权系数计算如下：当目标速度指向僚机
设置如下：*成员距离均在10km以内；*成员速度方向夹角均在60毅以内。我机编队分队拆分成功后，形式如下：其中，i1和i2为僚机成员在我机编队中的位置索引号，当只有一架僚机时，i2位置缺省；mslp为分队的导弹总个数。当不满足考虑分队分配时，僚机分队简化成每个分队仅一架僚机。敌机编队拆分成功后，形式如下：其中，为敌机在敌机编队中的位置索引号，无效位置缺剩当不满足考虑分队分配时，目标分队简化成每个分队仅一架僚机。多机编队协同目标考虑分队形式分配的逻辑判断流程图如图2所示。2.2单机多目标攻击能力判断当僚机所携带的空空导弹数量大于1枚时，在目标分配过程中，考虑单机多目标攻击能力，根据剩余导弹数量可以同时给僚机分配多个目标，每架僚机最多分配4个目标。多目标攻击时目标约束条件暂设如下：*目标之间相对距离均在10km以内；*目标速度方向相对夹角均在60毅以内；*各个目标相对僚机方位的绝对差在20毅以内。2.3航迹防撞逻辑判断航迹防撞逻辑判断，即在水平面内，僚机分配给目标是否会对剩余飞机的分配造成潜在的航迹交叉碰撞，从而对其他僚机的探测、攻击造成负面影响。由僚机和目标当前位置确定水平面内配对直线L，如图3所示，僚机所在分队为WGp，目标所在分队为TGp。图3编队成员相对于配对直线L的分布示意图2.3.1僚机分布判断僚机分布的判定主要依据僚机相对于配对直线L的位置和速度方向来确定。计算当前僚机Fi相对于L的位置，僚机Fi速度方向相对于L的角度，综合两者确定僚机相对L的分布。遍历剩余僚机，计算剩余僚机火力相对于配对直线L的分布：僚机所在分队剩余导弹个数Fninform，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双矩阵对策的UCAV空战自主机动决策研究[J]. 徐光达,吕超,王光辉,谢宇鹏. 舰船电子工程. 2017(11)
[2]信息支援条件下协同空战态势评估研究（英文）[J]. 安超,李战武,常一哲,杨海燕. 火力与指挥控制. 2016(12)
[3]预警机指挥编队协同空战分层决策模型[J]. 王俊敏,姜青山,罗泽明. 海军航空工程学院学报. 2014(05)
[4]编队协同作战目标分配建模综述[J]. 陈闽. 电光与控制. 2013(09)
[5]无人机协同空战中的目标威胁评估和目标分配算法[J]. 赵振宇,卢广山. 火力与指挥控制. 2011(12)
硕士论文
[1]基于概率的编队飞行防撞算法的研究[D]. 房翡翡.电子科技大学 2011
本文编号：3290636
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
仿真实例态势分布及仿真结果示意图
队形式进行协同目标分配。1对抗系数矩阵模型1.1威胁系数矩阵模型威胁系数矩阵能够客观地反映在整个空战态势中敌机编队对我机编队的具体威胁情况。首先计算各个目标对我方各个僚机的威胁系数Ti，j，其中i=1，2，…，m；j=1，2，…，n，m为我方参与协同分配的僚机个数，n为长机获取的目标个数。威胁系数Ti，j的计算主要依据目标Tj相对僚机Fi的当前态势及态势发展情况，包括3部分：目标意向威胁系数、态势变化威胁系数和目标距离威胁系数［2-4］，组成结构如图1所示。图1目标威胁系数组成及影响结构图1.1.1主威胁系数计算1）目标进入角主威胁系数目标进入角主威胁系数由当前态势下目标相对僚机的水平进入角体现，水平进入角范围为，当时，目标速度指向僚机。目标进入角主威胁系数归一化计算如下：2）接近速度主威胁系数接近速度主威胁系数由当前态势下目标相对僚机的距离和接近速度确定，其计算按目标接近速度正负分为接近和远离两种情况。当敌机接近时，接近速度威胁系数由目标接近时间衡量；当敌机远离时，接近速度威胁系数由目标远离速度衡量。接近速度主威胁系数归一化计算如下：其中，D为当前目标相对僚机的距离；为目标接近速度，代表目标接近，最大接近速度设为±1200m/s；为时间加权系数，。3）目标距离主威胁系数在当前态势下，通过评估和参考敌空空导弹攻击区，设置两个距离常值：威胁距离Dd和告警距离De。目标距离主威胁系数归一化计算方法如下：1.1.2加权系数计算1）目标进入角加权系数考虑空战飞机机动性能强大，目标速度方向变化较快，目标进入角对其他威胁因素的加权影响有限，进入角加权系数计算如下：当目标速度指向僚机
设置如下：*成员距离均在10km以内；*成员速度方向夹角均在60毅以内。我机编队分队拆分成功后，形式如下：其中，i1和i2为僚机成员在我机编队中的位置索引号，当只有一架僚机时，i2位置缺省；mslp为分队的导弹总个数。当不满足考虑分队分配时，僚机分队简化成每个分队仅一架僚机。敌机编队拆分成功后，形式如下：其中，为敌机在敌机编队中的位置索引号，无效位置缺剩当不满足考虑分队分配时，目标分队简化成每个分队仅一架僚机。多机编队协同目标考虑分队形式分配的逻辑判断流程图如图2所示。2.2单机多目标攻击能力判断当僚机所携带的空空导弹数量大于1枚时，在目标分配过程中，考虑单机多目标攻击能力，根据剩余导弹数量可以同时给僚机分配多个目标，每架僚机最多分配4个目标。多目标攻击时目标约束条件暂设如下：*目标之间相对距离均在10km以内；*目标速度方向相对夹角均在60毅以内；*各个目标相对僚机方位的绝对差在20毅以内。2.3航迹防撞逻辑判断航迹防撞逻辑判断，即在水平面内，僚机分配给目标是否会对剩余飞机的分配造成潜在的航迹交叉碰撞，从而对其他僚机的探测、攻击造成负面影响。由僚机和目标当前位置确定水平面内配对直线L，如图3所示，僚机所在分队为WGp，目标所在分队为TGp。图3编队成员相对于配对直线L的分布示意图2.3.1僚机分布判断僚机分布的判定主要依据僚机相对于配对直线L的位置和速度方向来确定。计算当前僚机Fi相对于L的位置，僚机Fi速度方向相对于L的角度，综合两者确定僚机相对L的分布。遍历剩余僚机，计算剩余僚机火力相对于配对直线L的分布：僚机所在分队剩余导弹个数Fninform，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双矩阵对策的UCAV空战自主机动决策研究[J]. 徐光达,吕超,王光辉,谢宇鹏. 舰船电子工程. 2017(11)
[2]信息支援条件下协同空战态势评估研究（英文）[J]. 安超,李战武,常一哲,杨海燕. 火力与指挥控制. 2016(12)
[3]预警机指挥编队协同空战分层决策模型[J]. 王俊敏,姜青山,罗泽明. 海军航空工程学院学报. 2014(05)
[4]编队协同作战目标分配建模综述[J]. 陈闽. 电光与控制. 2013(09)
[5]无人机协同空战中的目标威胁评估和目标分配算法[J]. 赵振宇,卢广山. 火力与指挥控制. 2011(12)
硕士论文
[1]基于概率的编队飞行防撞算法的研究[D]. 房翡翡.电子科技大学 2011
本文编号：3290636
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