基于几何模型优化的反舰导弹航路规划方法研究

发布时间：2023-04-02 02:20

　　美国空军和海军应其在西太平洋战区的战略需求，联合开发了一种新作战概念和未来高端战争模式——“空海一体战”理论。“空海一体战”理论明确指出保护美军海军高价值水面目标安全的能力是确保美军在海上领域机动自由及其兵力投送的关键。而作为远程精确制导武器的反舰导弹，目前已成为打击各类水面目标的主要作战武器，很自然地成为了美军实施“空海一体战”面临的主要威胁之一。导弹战已成为现代海战的主要战法，现代海战已逐步由平台机动战转向火力机动战发展，作为重要需求之一的反舰导弹航路规划技术应运而生。航路规划已成为提高反舰导弹作战效能，实施远程精确打击的有效手段。 反舰导弹航路规划是在防空技术日益先进、防空体系日益完善的背景下，由现代信息化条件下的海上火力机动战理论所催生的新的技术产物，它是航路规划领域中的一类新问题。如何运用航路规划技术以充分发挥反舰导弹武器的作战效能，已成为目前亟待解决的难、新问题，而其核心在于研究反舰导弹航路规划方法。本文的研究旨在解决上述问题。 本文首先建立了反舰导弹航路规划的数学模型，根据反舰导弹的航路特征建立了其航路规划的空间模型，并给出了航路规划的形式化定义；然后重点研究了基于几何学...

【文章页数】：193 页

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和问题
    1.2 研究目的和意义
    1.3 相关领域研究现状综述与分析
        1.3.1 反舰导弹航路规划问题领域研究现状
        1.3.2 反舰导弹航路规划方法研究现状
        1.3.3 多平台反舰导弹协同航路规划方法研究现状
        1.3.4 研究现状总结
    1.4 本文的研究思路和主要工作
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要工作
    1.5 论文的内容安排
第二章 反舰导弹航路规划问题模型
    2.1 相关概念及其定义
        2.1.1 反舰导弹的航路模型
        2.1.2 航路规划的相关定义
    2.2 反舰导弹航路规划的约束条件
        2.2.1 第一个航路转向点的性能约束条件
        2.2.2 最后一个航路转向点的性能约束条件
        2.2.3 相邻航路转向点之间航路距离的性能约束条件
        2.2.4 航路转向角的性能约束条件
        2.2.5 导弹总航路距离的性能约束条件
    2.3 反舰导弹航路规划的数学模型
        2.3.1 航路评价指标
        2.3.2 目标函数的建立
        2.3.3 航路规划的数学优化模型
    2.4 反舰导弹航路规划空间建模
        2.4.1 反舰导弹的航路特征
        2.4.2 航路规划功能区域
    2.5 航路规划形式化定义
    2.6 本章小结
第三章 基于几何学原理的航路规划方法
    3.1 逆向航路规划过程
    3.2 功能区域的几何学渐变规律
    3.3 功能区域簇的战术意义
    3.4 反舰导弹航路规划图形化快速逆推方法
        3.4.1 具体步骤
        3.4.2 应用实例
        3.4.3 决策因素分析
    3.5 基于几何可视图的自动航路规划方法
        3.5.1 可视图方法简介
        3.5.2 OACRPER-MAFO 算法总体流程
        3.5.3 航路搜索
        3.5.4 仿真实例
    3.6 本章小结
第四章 基于几何知识引导型智能优化算法的航路规划方法
    4.1 知识引导进化的智能优化算法
        4.1.1 智能优化算法
        4.1.2 知识引导进化
    4.2 知识引导型智能优化算法的航路规划求解框架
        4.2.1 知识引导方式
        4.2.2 反舰导弹航路规划的特定领域知识
        4.2.3 航路规划的求解框架及其运行机制
    4.3 基于粒子群优化算法的航路规划方法
        4.3.1 OACRR-PSO 算法基本思路
        4.3.2 粒子表示与航路编码
        4.3.3 解空间与初始化
        4.3.4 适应度函数
        4.3.5 进化公式设计
        4.3.6 算法步骤
    4.4 基于遗传算法的航路规划方法
        4.4.1 CD-GA 算法基本思路
        4.4.2 基本遗传算法及其约束引导机制
        4.4.3 染色体编码
        4.4.4 解空间范围
        4.4.5 适应度函数
        4.4.6 种群初始化
        4.4.7 选择操作
        4.4.8 交叉操作
        4.4.9 变异操作
        4.4.10 算法整体步骤
    4.5 仿真实验与结果分析
        4.5.1 OACRR-PSO 算法实验及分析
        4.5.2 CD-GA 算法实验及分析
        4.5.3 实验结果分析与总结
    4.6 本章小结
第五章 基于几何模型的多平台反舰导弹协同航路规划方法
    5.1 多平台反舰导弹协同航路规划的总体思路
    5.2 协同航路规划的区域划分方法
        5.2.1 航路交叉现象及其不利影响
        5.2.2 协同航路规划的区域划分模型
        5.2.3 区域划分决策因素分析
    5.3 航路规划条件下的火力分配方法
        5.3.1 火力分配的概念探源及演变
        5.3.2 协同航路规划的火力分配模型
        5.3.3 协同航路规划的火力分配算法
        5.3.4 仿真实例
    5.4 协同航路规划的决策过程
        5.4.1 协同航路规划的主要特点
        5.4.2 协同航路规划的决策过程
    5.5 本章小结
第六章 反舰导弹航路规划仿真系统设计实现与应用验证
    6.1 反舰导弹航路规划仿真系统的需求分析及功能组成
        6.1.1 仿真系统的需求分析
        6.1.2 仿真系统的功能组成
    6.2 反舰导弹航路规划仿真系统的设计
        6.2.1 仿真系统的结构组成
        6.2.2 仿真系统的面向对象分析
        6.2.3 仿真联邦的 SOM 描述
        6.2.4 仿真联邦的 FOM/SOM 设计
    6.3 反舰导弹航路规划仿真系统的实现
        6.3.1 仿真策略和时间管理
        6.3.2 模型的建立
        6.3.3 联邦成员的实现
    6.4 应用验证
        6.4.1 作战想定及数据准备
        6.4.2 仿真计算过程及结果
    6.5 本章小节
第七章 结论与展望
    7.1 本文的主要贡献
    7.2 进一步的研究方向
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间参加的科研项目和获得的奖励



本文编号：3778334