反辐射无人机搜索航路规划导引头视场建模
发布时间：2021-04-05 06:09
为了提高反辐射无人机搜索航路规划效率,根据反辐射无人机导引头具有视场约束的特点,建立了反辐射无人机搜索航路规划导引头视场静态模型,并综合考虑了无人机飞行过程中姿态角变化对导引头视场覆盖范围的影响,建立了导引头视场动态模型。仿真结果表明,只要导引头性能参数、航路起点以及目标雷达位置确定,便可找到规划区域边界,选择合适算法并根据导引头动态视场模型进行搜索航路规划。
【文章来源】：飞行力学. 2019,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
反辐射无人机飞行航路示意图Fig．1Schematicdiagramofanti-radiationUAVflightroute
把极坐标公式x=rcosθ，y=rsinθ和C=lna代入式(9)，方程的解为:r=ae－θcotφ0(10)其次，考虑俯仰面的视场覆盖。将式(2)与式(10)结合可以得到导引头视场静态模型在极坐标系中的方程为:r=ae－θcotφ0(dmin≤r≤dmax)(11)1.3仿真验证参数设置:a=5，dmin=1，φ0=±60°，dmax＞5;目标雷达坐标M(0，0);反辐射无人机搜索航路起点坐标(5，0)。对式(11)进行MATLAB仿真，结果如图2所示。图2φ0=±60°时的搜索边界曲线Fig．2Searchboundarycurvewhenφ0=±60°在图2所示的规划区域内，总可以规划出一条航线使目标雷达始终处于反辐射无人机导引头视场范围内，最直观的就是从(5，0)到(1，0)点的航线。从求解过程可以看出，在搜索边界曲线之外不存在从任务起始点出发、满足视场约束条件的航路。应当注意的是，由于反辐射无人机在飞行过程中视场覆盖范围会受到飞行姿态的影响，所以，在搜索边界曲线之内不是随意规划一条航路都可以满足使目标一直处于被动雷达导引头视场覆盖范围内这一约束条件的;但在不考虑威胁的情况下，总能够找到满足条件的航路。2导引头视场动态模型的建立反辐射无人机飞行姿态角主要包括:偏航角ψ、俯仰角θ、滚转角?，为了充分考虑这些影响因素对视场覆盖范围的影响，需建立导引头视场动态模型。由于被动雷达导引头安装在无人机机体，所以在建立视场模型时涉及地面坐标系与机体坐标系之间的坐标转换问题。2.1坐标系之间的定义及转换(1)地面坐标系Sg(Ogxgygzg)。Og为地面任意
?0－sin?cos?x″y″z″(14)由式(12)～式(14)可得由地面坐标系到机体坐标系的转换矩阵为:Sψθ?=cosθcosψsin?sinθcosψ－cos?sinψcos?sinθcosψ+sin?sinψcosθsinψsin?sinθsinψ+cos?cosψcos?sinθsinψ－sin?cosψ－sinθsin?cosθcos?cosθ(15)2.2导引头视场动态建模在考虑飞行姿态对导引头视场覆盖范围的影响时，需建立反辐射无人机与雷达相对位置三维模型，如图3所示。图3反辐射无人机与雷达相对位置关系Fig．3Ｒelativepositionofanti-radiationUAVandradar在地面坐标系中:O为反辐射无人机当前位置;第4期刘培宾，等．反辐射无人机搜索航路规划导引头视场建模34
【参考文献】：
期刊论文
[1]反辐射无人机测向技术仿真分析[J]. 陶琴,潘英锋. 空军预警学院学报. 2017(01)
[2]反辐射无人机与诱偏系统对抗试验方法初探[J]. 毛莹,张振伍. 现代防御技术. 2016(01)
[3]基于分层策略的多无人机最优协同航路规划[J]. 苑帅,李飞,王龙,张誉. 空军工程大学学报(自然科学版). 2015(02)
[4]基于Simulink的导引头测向流程仿真分析[J]. 赵风东,朱元清,潘英锋. 现代防御技术. 2013(01)
[5]基于自适应UKF的反辐射无人机抗雷达关机技术研究[J]. 王勃,朱学平,杨军. 计算机测量与控制. 2012(07)
[6]UKF在反辐射无人机抗目标雷达关机中的应用[J]. 朱学平,杨军,孙杰,祝小平. 火力与指挥控制. 2009(07)
[7]反辐射无人机及其对抗技术[J]. 罗红英,刘进忙. 指挥控制与仿真. 2009(03)
[8]反辐射无人机搜索路径规划研究[J]. 周延安,梅刚. 舰船电子对抗. 2006(05)
[9]防空系统目标威胁评估与火力分配模型[J]. 张海峰,吴富初,王光源. 火力与指挥控制. 2004(06)
本文编号：3119287
【文章来源】：飞行力学. 2019,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
反辐射无人机飞行航路示意图Fig．1Schematicdiagramofanti-radiationUAVflightroute
把极坐标公式x=rcosθ，y=rsinθ和C=lna代入式(9)，方程的解为:r=ae－θcotφ0(10)其次，考虑俯仰面的视场覆盖。将式(2)与式(10)结合可以得到导引头视场静态模型在极坐标系中的方程为:r=ae－θcotφ0(dmin≤r≤dmax)(11)1.3仿真验证参数设置:a=5，dmin=1，φ0=±60°，dmax＞5;目标雷达坐标M(0，0);反辐射无人机搜索航路起点坐标(5，0)。对式(11)进行MATLAB仿真，结果如图2所示。图2φ0=±60°时的搜索边界曲线Fig．2Searchboundarycurvewhenφ0=±60°在图2所示的规划区域内，总可以规划出一条航线使目标雷达始终处于反辐射无人机导引头视场范围内，最直观的就是从(5，0)到(1，0)点的航线。从求解过程可以看出，在搜索边界曲线之外不存在从任务起始点出发、满足视场约束条件的航路。应当注意的是，由于反辐射无人机在飞行过程中视场覆盖范围会受到飞行姿态的影响，所以，在搜索边界曲线之内不是随意规划一条航路都可以满足使目标一直处于被动雷达导引头视场覆盖范围内这一约束条件的;但在不考虑威胁的情况下，总能够找到满足条件的航路。2导引头视场动态模型的建立反辐射无人机飞行姿态角主要包括:偏航角ψ、俯仰角θ、滚转角?，为了充分考虑这些影响因素对视场覆盖范围的影响，需建立导引头视场动态模型。由于被动雷达导引头安装在无人机机体，所以在建立视场模型时涉及地面坐标系与机体坐标系之间的坐标转换问题。2.1坐标系之间的定义及转换(1)地面坐标系Sg(Ogxgygzg)。Og为地面任意
?0－sin?cos?x″y″z″(14)由式(12)～式(14)可得由地面坐标系到机体坐标系的转换矩阵为:Sψθ?=cosθcosψsin?sinθcosψ－cos?sinψcos?sinθcosψ+sin?sinψcosθsinψsin?sinθsinψ+cos?cosψcos?sinθsinψ－sin?cosψ－sinθsin?cosθcos?cosθ(15)2.2导引头视场动态建模在考虑飞行姿态对导引头视场覆盖范围的影响时，需建立反辐射无人机与雷达相对位置三维模型，如图3所示。图3反辐射无人机与雷达相对位置关系Fig．3Ｒelativepositionofanti-radiationUAVandradar在地面坐标系中:O为反辐射无人机当前位置;第4期刘培宾，等．反辐射无人机搜索航路规划导引头视场建模34
【参考文献】：
期刊论文
[1]反辐射无人机测向技术仿真分析[J]. 陶琴,潘英锋. 空军预警学院学报. 2017(01)
[2]反辐射无人机与诱偏系统对抗试验方法初探[J]. 毛莹,张振伍. 现代防御技术. 2016(01)
[3]基于分层策略的多无人机最优协同航路规划[J]. 苑帅,李飞,王龙,张誉. 空军工程大学学报(自然科学版). 2015(02)
[4]基于Simulink的导引头测向流程仿真分析[J]. 赵风东,朱元清,潘英锋. 现代防御技术. 2013(01)
[5]基于自适应UKF的反辐射无人机抗雷达关机技术研究[J]. 王勃,朱学平,杨军. 计算机测量与控制. 2012(07)
[6]UKF在反辐射无人机抗目标雷达关机中的应用[J]. 朱学平,杨军,孙杰,祝小平. 火力与指挥控制. 2009(07)
[7]反辐射无人机及其对抗技术[J]. 罗红英,刘进忙. 指挥控制与仿真. 2009(03)
[8]反辐射无人机搜索路径规划研究[J]. 周延安,梅刚. 舰船电子对抗. 2006(05)
[9]防空系统目标威胁评估与火力分配模型[J]. 张海峰,吴富初,王光源. 火力与指挥控制. 2004(06)
本文编号：3119287
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