反潜机磁探仪跟踪航路规划建模与仿真
发布时间：2021-11-15 17:56
磁探仪具有不受水文气象条件限制、可以连续搜索、定位精度高等特点,是现代反潜飞机主要的探测设备。基于反潜巡逻机磁探仪实际对潜跟踪过程,建立八字形、苜蓿叶形、八苜形跟踪航路规划数学模型、潜艇位置分布模型等,仿真分析了潜艇位置散布、潜艇经济航速、初始发现位置、海洋环境磁噪声等对不同磁探仪跟踪航路跟踪发现潜艇的影响,为航空磁探仪的作战使用提供理论依据。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
反潜巡逻机飞往目标航向航路规划如图2所示，反潜机先从初始位置
飞到P5，接着从P5转弯到P6，再从P6直飞P7，从P7转弯到P8，从P8直飞到P9，再从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，其各段航路跟踪时间［5］为：（10）其中，从P8直飞到P9，从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，同式（10）。2.3磁探仪八苜形跟踪潜艇航路规划模型磁探仪八苜形跟踪航路如图4所示。图4八苜形跟踪航路示意图根据磁探仪八苜形跟踪示意图，整个跟踪过程可以分为以下两个部分：1）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向P4点其航路规划模型同八字形跟踪。2）八苜形搜索航路由图4可知，反潜机先从目标概略位置P4直飞到P5，接着从P5转弯到P6，再从P6直飞P7，从P7转弯到P8，从P8直飞到P9，再从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，其各段航路跟踪时间为：其中，vc为反潜机巡航速度，为反潜机初始位置点。②P2直飞到P3，飞行时间，航路坐标点：（7）其中，为反潜机飞行到第1次航向调整点P2的坐标。③P3逆时针转弯飞到P4，飞行时间，航路坐标点：（6）（8）吴芳，等：反潜机磁探仪跟踪航路规划建模与仿真·13·1921
令目标实际位置距离坐标原点r，目标实际位置的方位角兹，t=0时，目标坐标为，则任意时刻t的目标位置分布密度函数可表示为：（1）若航向服从均为分布，即（2）航速服从以经济航速ve为均值的瑞利分布，即（3）式中，。把式（2）和式（3）代入式（1），得到目标在任意时刻t的位置分布的概率密度函数为：（4）式中，。2磁探仪跟踪潜艇航路规划模型2.1磁探仪八字形跟踪潜艇航路规划模型假设潜艇初始航向兹为，反潜机初始航向琢0为，则磁探仪八字形跟踪航路［3］如图1所示。图1中：D为反潜巡逻机从P1飞到P4延迟时间内潜艇可能的航程；琢T为潜艇概略航向；为航路离散点。根据磁探仪八字形跟踪示意图，整个跟踪过程可以分为以下两个部分：1）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向点P4图2反潜巡逻机飞往目标航向航路规划如图2所示，反潜机先从初始位置P1点顺时针转弯飞到P2点，接着从P2点直飞到P3点，最后从P3点逆时针转弯飞到目标概略位置P4点。设，则，R1为反潜巡逻机以巡航速度vc转弯时的最小转弯半径，R2为反潜巡逻机以跟踪速度vs转弯时的最小转弯半径。令O1O2与水平方向夹角为琢O1，则，反潜机第1次航向调整位置P2到P3之间直线与水平方向夹角。设P1点顺时针转弯飞到P2点的角度为茁1，P3点逆时针转弯飞到P4的角度为茁2，则：（5）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向P4点，整个航路规划可分为3个过程：①P1顺时针转弯飞到P2，飞行时间，航路坐标点：图1八字形跟踪航路示意图·1
【参考文献】：
期刊论文
[1]航母编队反潜目标识别和威胁评估仿真[J]. 陈龙,马亚平. 火力与指挥控制. 2019(03)
[2]群目标侦察航迹规划方法[J]. 朱创创,梁晓龙,何吕龙,景晓年. 火力与指挥控制. 2018(01)
[3]反潜巡逻机运动态势对潜艇磁异常信号的影响分析[J]. 吴芳,吴铭,杨日杰,熊雄. 测试技术学报. 2017(04)
[4]潜艇位置散布规律与搜潜效能评估模型研究[J]. 屈也频,廖瑛. 系统仿真学报. 2008(12)
本文编号：3497242
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
反潜巡逻机飞往目标航向航路规划如图2所示，反潜机先从初始位置
飞到P5，接着从P5转弯到P6，再从P6直飞P7，从P7转弯到P8，从P8直飞到P9，再从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，其各段航路跟踪时间［5］为：（10）其中，从P8直飞到P9，从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，同式（10）。2.3磁探仪八苜形跟踪潜艇航路规划模型磁探仪八苜形跟踪航路如图4所示。图4八苜形跟踪航路示意图根据磁探仪八苜形跟踪示意图，整个跟踪过程可以分为以下两个部分：1）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向P4点其航路规划模型同八字形跟踪。2）八苜形搜索航路由图4可知，反潜机先从目标概略位置P4直飞到P5，接着从P5转弯到P6，再从P6直飞P7，从P7转弯到P8，从P8直飞到P9，再从P9转弯到P10，从P10直飞到P11，从P11转弯到P12，从P12直飞到P13，其各段航路跟踪时间为：其中，vc为反潜机巡航速度，为反潜机初始位置点。②P2直飞到P3，飞行时间，航路坐标点：（7）其中，为反潜机飞行到第1次航向调整点P2的坐标。③P3逆时针转弯飞到P4，飞行时间，航路坐标点：（6）（8）吴芳，等：反潜机磁探仪跟踪航路规划建模与仿真·13·1921
令目标实际位置距离坐标原点r，目标实际位置的方位角兹，t=0时，目标坐标为，则任意时刻t的目标位置分布密度函数可表示为：（1）若航向服从均为分布，即（2）航速服从以经济航速ve为均值的瑞利分布，即（3）式中，。把式（2）和式（3）代入式（1），得到目标在任意时刻t的位置分布的概率密度函数为：（4）式中，。2磁探仪跟踪潜艇航路规划模型2.1磁探仪八字形跟踪潜艇航路规划模型假设潜艇初始航向兹为，反潜机初始航向琢0为，则磁探仪八字形跟踪航路［3］如图1所示。图1中：D为反潜巡逻机从P1飞到P4延迟时间内潜艇可能的航程；琢T为潜艇概略航向；为航路离散点。根据磁探仪八字形跟踪示意图，整个跟踪过程可以分为以下两个部分：1）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向点P4图2反潜巡逻机飞往目标航向航路规划如图2所示，反潜机先从初始位置P1点顺时针转弯飞到P2点，接着从P2点直飞到P3点，最后从P3点逆时针转弯飞到目标概略位置P4点。设，则，R1为反潜巡逻机以巡航速度vc转弯时的最小转弯半径，R2为反潜巡逻机以跟踪速度vs转弯时的最小转弯半径。令O1O2与水平方向夹角为琢O1，则，反潜机第1次航向调整位置P2到P3之间直线与水平方向夹角。设P1点顺时针转弯飞到P2点的角度为茁1，P3点逆时针转弯飞到P4的角度为茁2，则：（5）反潜机从初始位置点P1飞往目标航向P4点，整个航路规划可分为3个过程：①P1顺时针转弯飞到P2，飞行时间，航路坐标点：图1八字形跟踪航路示意图·1
【参考文献】：
期刊论文
[1]航母编队反潜目标识别和威胁评估仿真[J]. 陈龙,马亚平. 火力与指挥控制. 2019(03)
[2]群目标侦察航迹规划方法[J]. 朱创创,梁晓龙,何吕龙,景晓年. 火力与指挥控制. 2018(01)
[3]反潜巡逻机运动态势对潜艇磁异常信号的影响分析[J]. 吴芳,吴铭,杨日杰,熊雄. 测试技术学报. 2017(04)
[4]潜艇位置散布规律与搜潜效能评估模型研究[J]. 屈也频,廖瑛. 系统仿真学报. 2008(12)
本文编号：3497242
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