多无人机协同复合干扰航路规划方法研究

发布时间：2020-08-31 21:52

　　随着信息技术的持续发展,无人机在电子战中的重要性逐渐凸显,它能够代替有人驾驶飞机在危险的环境下执行多种作战任务。在当今互联互通、数据共享的一体化防空体系下,单架电子战无人机的干扰能力是极为有限的,只有多架电子战无人机相互协作,共同对敌进行干扰才能更好地达到预期的干扰效果。而无人机航路规划技术是无人机实现自主飞行、智能导航与安全飞行的基础与关键。因此,研究多机协同复合干扰航路规划方法就显得尤为重要。首先,分析了电子战无人机的作战应用。介绍了无人机的结构及特点,并描述了电子战无人机执行的主要作战任务。探讨了电子战无人机在空袭中的作战运用,包括佯装攻击、掩护干扰、分布式干扰以及引诱干扰。总结了电子战无人机的发展趋势。然后,研究了多机协同复合干扰航路规划方法,该方法将假目标欺骗干扰与噪声压制干扰相结合,从而保障了实施欺骗干扰的电子战无人机的安全性,提高了在雷达组网环境下假目标航迹的可信度。推导了包含7种飞行参数约束的无人机航路规划最优控制模型。给出了两种不同的代价函数,认为在不同情况下可以按需灵活地选择不同的代价函数对无人机航路进行规划。通过Matlab仿真求解了在两种不同的代价函数下,所有电子战无人机在干扰任务中的飞行航路及相应的运动参数,并对结果进行了分析,验证了多机协同复合干扰航路规划方法的有效性。最后,研究了多场景下电子战无人机进行干扰任务时的航路规划问题。提出了针对组网雷达的多无人机巡弋与搜索阶段定高协同复合干扰方法,该方法具有实际意义,提高了无人机在巡弋与搜索阶段的安全性。在直角坐标系下提出了单机欺骗干扰单架预警机的数学模型,并推导了无人机发射干扰信号的频率公式及时延公式,以达到欺骗敌方预警机、掩护我方作战舰船的目的。设计了多机协同复合干扰敌方多架预警机的方法,并推导出相应的无人机航路规划最优控制模型。对上述三种情况下全部无人机的干扰航路与飞行参数进行了Matlab仿真,验证了相应方法的有效性。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN974
【部分图文】：

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电子战无人机掩护干扰示意图

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多架无人机实施协同欺骗的过程中，单机的运动模型在前文 3.4 节中已但在协同状态下，必须将假目标的运动模型在以各个雷达为原点的坐标换，从而确保各个雷达识别到同一个假目标，具体矢量关系详见下图 3 1θ1R1R θ假目标●雷达 2图 3.3 多机协同复合干扰作战任务模型

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第三章的研究与分析我们已经知道，在本文所设计的干扰任务过程中机与压制干扰无人机两者具有类似的数学模型，所以接下来本节将着无人机在巡弋、搜索阶段中的数学模型，而压制干扰无人机的数学模似的形式。角坐标系中，欺骗干扰无人机和假目标在额定高度上飞行的运动关系中，雷达坐标为 OOOx ，y ，z，欺骗干扰无人机坐标为 DDDx ，y ，z坐标为 P，y ，zPPx ，Dr 代表欺骗干扰无人机到任务中它所欺骗的雷Pr 代表假目标轨迹点到相应雷达的距离，代表欺骗干扰无人机的俯骗干扰无人机的方位角，Dv 、Pv 分别代表欺骗干扰无人机与假目标分别代表欺骗干扰无人机与假目标的航迹偏角，Dh 、Ph 分别代表欺假目标的飞行高度。值得一提的是，由图中可以看出，此时假目标与图 4.1 多无人机定高飞行下对组网雷达的复合干扰示意图

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