多个拦截器协同探测与制导一体化的拦截方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多个拦截器协同探测与协同制导一体化的拦截方法及系统。基于飞行器相对运动关系和双视线协同探测误差模型，建立了含有协同探测信息的拦截模型；以最小化拦截脱靶量、机动能量消耗以及有效调制视线分离角为控制和优化目标确定了系统性能约束函数，通过系统降阶，基于最优控制理论确定了最优制导律；据此对突防器进行协同拦截，所述最优制导律能够确保多个飞行器在协同制导的过程中兼顾协同探测效果。采用本发明专利技术所提供的拦截方法及系统在提高协同探测与制导精度的同时，实现了多个拦截器在协同探测与制导两个环节的一体化设计。

Intercepting method and system for intercepting and intercepting multiple interceptors

The invention discloses an intercepting method and a system for intercepting a plurality of interceptors together with cooperative guidance. Based on the relative motion relationship of the aircraft and the dual line of sight synergetic error model, an interceptor model with cooperative detection information is established, and the system performance constraint function is determined by minimizing the interception miss, motor energy consumption and the effective modulation of the line of sight separation angle. The system is reduced by the system and is based on the optimal system. The optimal guidance law is determined by the control theory, and the optimal guidance law can ensure the synergistic detection effect of multiple aircraft in the process of cooperative guidance. With the interception method and system provided by this invention, the integrated design of two links of multi interceptors in cooperative detection and guidance is realized while improving the precision of cooperative detection and guidance.

【技术实现步骤摘要】
多个拦截器协同探测与制导一体化的拦截方法及系统
本专利技术涉及多个拦截器协同探测与制导领域，特别是涉及一种多个拦截器协同探测与制导一体化的拦截方法及系统。
技术介绍
近年来，随着作战样式与航空航天技术的不断发展，拦截器相对于突防器已不再具有绝对的机动优势，而单一拦截器在对突防器进行探测和攻击时均存在越专利技术显的弊端，与此同时，多个拦截器协同作战理念越来越受到重视。相比于传统的一对一拦截方式，多个拦截器协同在探测和制导方面均具有较大的优势：一方面，多个拦截器协同探测能够对突防器进行较为全面和准确的量测，能够有效弥补单一拦截器对突防动态信息获取的不足；另一方面，多个拦截器协同制导能够提高制导精度和拦截概率，进而取得更好的拦截效果。因此，研究多个拦截器协同探测和制导问题具有十分重要的现实意义。在多个拦截器协同探测方面，双视线协同探测方法可以有效增强对突防状态信息的估计。针对静止突防，基于双视线量测方法提出了一种最优拦截制导律，该方法通过引入一个性能指标参量以达到调制拦截角大小的目的，但该方法只是定性地描述性能参量与视线分离角之间的关系，不能适用于带有预置拦截角度的情况；基于双视线量测方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多个拦截器协同探测与制导一体化的拦截方法，其特征在于，包括：获取飞行器之间的相对运动参数；所述飞行器包括：多个拦截器以及一个突防器；所述相对运动参数包括：拦截‑突防相对距离、拦截‑突防相对视线角、多个所述拦截器的拦截器加速度、所述突防器的突防加速度、所述拦截‑拦截相对距离以及所述拦截‑拦截相对视线角；根据所述拦截‑突防相对距离、所述拦截‑突防相对视线角、所述拦截器加速度以及所述突防加速度确定多个所述拦截器与所述突防器之间的相对运动关系；获取加速度控制指令以及过载响应时间常数；所述加速度控制指令包括对于多个所述拦截器的加速度控制指令以及对于所述突防器的加速度控制指令；所述过载响应时间常数...

【技术特征摘要】
1.一种多个拦截器协同探测与制导一体化的拦截方法，其特征在于，包括：获取飞行器之间的相对运动参数；所述飞行器包括：多个拦截器以及一个突防器；所述相对运动参数包括：拦截-突防相对距离、拦截-突防相对视线角、多个所述拦截器的拦截器加速度、所述突防器的突防加速度、所述拦截-拦截相对距离以及所述拦截-拦截相对视线角；根据所述拦截-突防相对距离、所述拦截-突防相对视线角、所述拦截器加速度以及所述突防加速度确定多个所述拦截器与所述突防器之间的相对运动关系；获取加速度控制指令以及过载响应时间常数；所述加速度控制指令包括对于多个所述拦截器的加速度控制指令以及对于所述突防器的加速度控制指令；所述过载响应时间常数包括所述拦截器的过载响应时间常数以及所述突防器的过载响应时间常数；根据所述多个所述拦截器加速度控制指令以及所述过载响应时间常数确定多个所述拦截器以及所述突防器的飞行控制系统时域；获取导引头测量系统输出的多个所述拦截器与所述突防拦截器含有噪声的拦截-突防噪声视线角；根据所述拦截-拦截相对距离、所述拦截-拦截相对视线角以及拦截-突防噪声视线角确定双视线协同探测误差模型；根据所述相对运动关系、飞行控制系统时域和双视线协同探测误差模型，建立含有协同探测信息的拦截模型；获取所述拦截器的拦截脱靶量、多个所述拦截器之间视线分离角以及机动能量消耗；根据所述拦截脱靶量、所述视线分离角以及所述机动能量消耗确定目标函数；所述目标函数的第一项控制所述拦截器的拦截脱靶量；所述目标函数的第二项控制多个所述拦截器之间视线分离角；所述目标函数的第三项控制机动能量消耗；对所述目标函数进行降阶处理，得到降阶后的目标函数；采用所述最优控制理论，根据所述降阶后的目标函数以及所述含有协同探测信息的拦截模型确定最优制导律；所述最优制导律控制所述拦截脱靶量低于拦截脱靶量阈值、控制所述视线分离角一直保持视线分离角阈值以及控制所述机动能量消耗低于能量消耗阈值；根据所述最优制导律对所述突防器进行拦截。2.根据权利要求1所述的拦截方法，其特征在于，所述根据所述拦截-突防相对距离、所述拦截-突防相对视线角、所述拦截器加速度以及所述突防加速度确定多个所述拦截器与所述突防器之间的相对运动关系，具体包括：根据公式确定多个所述拦截器与所述突防器之间的相对运动关系；其中，为第i个拦截器与所述突防器之间的视线角加速度，为第i个拦截器与所述突防器之间的拦截-突防相对距离变化率，rPiE为第i个拦截器与所述突防器之间的拦截-突防相对距离，为第i个拦截器与所述突防器之间的拦截-突防相对视线角，aE为突防加速度，aPi为拦截器加速度，i≥1。3.根据权利要求2所述的拦截方法，其特征在于，所述根据所述多个所述拦截器加速度控制指令以及所述过载响应时间常数确定多个所述拦截器以及所述突防器的飞行控制系统时域，具体包括：根据公式确定飞行控制系统时域；其中，为第i个拦截器的加速度一阶导数，aPiC为第i个拦截器的加速度控制指令，τPi为所述拦截器的过载响应时间常数，为突防器加速度一阶导数，τE为所述突防器的过载响应时间常数。4.根据权利要求3所述的拦截方法，其特征在于，所述根据所述相对运动关系、飞行控制系统时域和双视线协同探测误差模型，建立含有协同探测信息的拦截模型，具体包括：根据公式建立含有协同探测信息的拦截模型；其中，x(i)(t)为第i个状态变量，B(i)＝[0001/τPi]T，G＝[001/τE0]T，ui为制导律。5.根据权利要求4所述的拦截方法，其特征在于，所述根据所述拦截脱靶量、所述视线分离角以及所述机动能量消耗确定目标函数，具体包括：根据公式确定目标函数；其中，Ji为第i个拦截器性能指标，J为总的目标函数，ai，bi，ci为控制参量，tf为末制导段进入制导盲区的时刻，Δci为预置拦截角。6.根据权利要求5所述的拦截方法，其特征在于，所述采用所述最优控制理论，根据所述降阶后的目标函...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杨，张帅，王仕成，高钦和，邓飙，谭立龙，李向阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61