基于威胁分析的战场空间划分及其在航迹规划中的应用

发布时间：2020-07-13 08:56

【摘要】：在现代战争中,空战实力无疑是国家军事力量的重要组成部分,占据空中领先优势对掌握战争的主动权起着决定性的作用,提高空战实力就显得尤为重要。在实际的空战中,其环境建模是影响空战的重要环节,然而目前对空战环境建模缺乏一个很好的标准,所以对空战环境建模方法的研究具有重要意义。同时,由于现有的空战航迹规划大部分只考虑可行和不可行区域,而并没有考虑存在威胁的争议飞行区域,使得规划的结果无法应用于真正的空战环境中,因此对威胁分析应用于航迹规划算法的深入研究也有重大的实用意义。首先,本文综述了威胁分析、战场空间划分及航迹规划三者的发展,对战场空间范围内的威胁源进行分解处理,确立了空战环境下的主要威胁,通过黑板模型给出了其相应的威胁范围和威胁能力；同时,从态势和能力这两个不同的角度上,对战机威胁进行了分析,通过占比系数的不同融合得出战机的作战攻击范围和攻击值。其次,本文针对现有空间建模方法的不足,提出了自由、竞争、拒止这三类子空间,将战场空间离散出若干栅格体；并对威胁进行分级处理,通过势场法将同一级别上的威胁进行叠加融合,得到战场范围内的所有栅格体的威胁值,构建了基于威胁分析的空间划分模型；同时对空间划分模型进行了可行性仿真实现。最后,在空间划分模型的基础上进行飞行器的航迹规划,针对他人关于作战环境下的航迹规划研究的不足之处,本文采用遗传算法对战场空间进行航迹规划,将战场范围内的威胁作为影响因素之一加入算法的适应度函数中,给出了基于威胁分析的空间划分模型应用于航迹规划的方法；并改进了遗传算法的算子,使其更适用于三维环境下飞行器的航迹规划；同时,给出了航迹规划仿真分析的方法和相关参数,对静态环境下和动态环境下的航迹进行仿真实验,验证了在空间划分模型下航迹规划的实用性及优越性。本文所建立的战场空间划分模型及其在航迹规划算法中的研究成果已应用于某任务规划软件中。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：E844

【参考文献】