一种多型防空武器的协同防空任务规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多型防空武器的协同防空任务规划方法及系统，依据多型防空武器的性能指标和空中目标的航迹，估计各武器对各目标的拦截起始时刻、拦截结束时刻、拦截次数，确定各类约束条件，采用数值优化算法，在受约束的情况下规划多个武器对多个目标的拦截时序，得到以“时间段‑武器‑目标”对应关系表示的协同防空任务，达到最佳的拦截作战效果。本发明专利技术适用于多型防空武器的作战任务规划、指挥辅助决策、作战能力评估等。

A Cooperative Air Defense Mission Planning Method and System for Multi-Type Air Defense Weapons

The invention provides a method and system for cooperative air defense mission planning of multi-type air defense weapons. According to the performance index of multi-type air defense weapons and the track of air targets, the starting time, the end time and the number of interceptions of each weapon to each target are estimated, various constraints are determined, and numerical optimization algorithm is adopted to plan multi-weapon to multi-target under constraints. The time sequence of target interception is used to obtain the cooperative air defense mission expressed by the corresponding relationship of \time interval weapon target\ so as to achieve the best interception effect. The present invention is applicable to combat mission planning, command assistant decision-making and combat capability evaluation of multi-type air defense weapons.

【技术实现步骤摘要】
一种多型防空武器的协同防空任务规划方法及系统
本专利技术涉及防空和计算、推算领域，具体地，涉及一种多型防空武器的协同防空任务规划方法及系统。
技术介绍
现代防空体系一般包含多型武器，构成高空、中空、低空以及远程、中程、近程结合的全空域、多层火力配系。由于不同防空武器的性能存在差异，且防空武器的数量和对抗多目标的能力受到限制，因此需要对多型防空武器的作战任务进行合理的规划，实现火力的合理分配，达到最佳的作战效果。作战任务规划是一个动态的武器-目标分配问题，即将总的交战时间划分为一系列足够长的时间段，在每个时间段内允许全部或部分武器射击目标并观察效果，直至无法继续射击(见PatrickAHosein等于1990年2月在美国麻省理工学院发表的研究报告“SomeAnalyticalResultsfortheDynamicWeapon-TargetAllocationProblem”)。一般采用分阶段优化的方式解决动态的武器-目标分配问题，形成“时间段-武器-目标”对应关系表示的任务方案，以对地攻击(见杨奇松等《弹道学报》2017年2期“分阶段对地打击武器-目标分配建模与决策”)、导弹防御(邵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，包括：估计步骤：依据各武器的性能指标和各目标航迹，估计各武器对各目标的拦截起始时刻、拦截结束时刻和拦截次数；约束确定步骤：确定各武器的同时拦截目标数量约束、对各目标同时拦截的武器数量约束、对各目标的拦截次数约束以及各武器对各目标的拦截有利程度；矩阵建立步骤：根据估计步骤的结果以及约束确定步骤的结果，建立各武器对各目标的拦截起始时刻矩阵、拦截结束时刻矩阵和拦截有利程度矩阵；转化步骤：根据建立的矩阵，将多型防空武器的协同防空任务规划问题转化为受约束的优化问题，优化指标为总拦截有利程度，约束包括无时间冲突约束和拦截次数约束；求解步骤：采用数值优...

【技术特征摘要】
1.一种多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，包括：估计步骤：依据各武器的性能指标和各目标航迹，估计各武器对各目标的拦截起始时刻、拦截结束时刻和拦截次数；约束确定步骤：确定各武器的同时拦截目标数量约束、对各目标同时拦截的武器数量约束、对各目标的拦截次数约束以及各武器对各目标的拦截有利程度；矩阵建立步骤：根据估计步骤的结果以及约束确定步骤的结果，建立各武器对各目标的拦截起始时刻矩阵、拦截结束时刻矩阵和拦截有利程度矩阵；转化步骤：根据建立的矩阵，将多型防空武器的协同防空任务规划问题转化为受约束的优化问题，优化指标为总拦截有利程度，约束包括无时间冲突约束和拦截次数约束；求解步骤：采用数值优化算法求解受约束的优化问题，得到多型防空武器的协同防空任务规划方案。2.根据权利要求1所述的多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，所述约束确定步骤中，各武器对各目标的拦截有利程度，由各武器对各目标的杀伤概率qij决定，依据武器Wi对目标Tj的拦截次数nij和每一次拦截的杀伤概率q计算，即：3.根据权利要求2所述的多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，所述矩阵建立步骤中，武器W的数量为n个、目标T的数量为m个，各武器对各目标的拦截起始时刻矩阵T0、拦截结束时刻矩阵Tf、拦截有利程度矩阵Q，具有如下形式：式中，tij0代表武器Wi对目标Tj的拦截起始时刻，tijf代表武器Wi对目标Tj的拦截结束时刻，qij代表武器Wi对目标Tj的拦截有利程度。4.根据权利要求3所述的多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，所述求解步骤中，采用数值优化算法求解受约束的优化问题，所得到的最优解D，具有如下形式：式中，dij＝0或1，dij＝1代表在[tij0,tijf]时间段内由武器Wi拦截目标Tj，dij＝0代表在[tij0,tijf]时间段内武器Wi不拦截目标Tj。5.根据权利要求4所述的多型防空武器的协同防空任务规划方法，其特征在于，所述转化步骤中，无时间冲突约束表示为：C(T0*D,Tf*D)-NW≤0且C((T0*D)T,(Tf*D)T)-NT≤0式中，算子*表示将两个同维的矩阵中行与列相同的元素分别相乘；函数C(T0*D,Tf*D)表示，分别对T0*D和Tf*D的每行，计算非零元素tij0和tijf表示的若干个时间段[tij0,tijf]的重叠次数gi，利用全部gi构成列向量[g1g2…gn]T；列向量N...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晨，陆志沣，洪泽华，钱晓超，陈伟，章佳君，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31