一种侦察打击一体化数据处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于无人机技术领域，公开一种侦察打击一体化数据处理系统及方法。侦察打击一体化数据处理系统包括技术准备流程模块和执行任务流程模块。高速侦察打击一体无人机，按照打击时目标位于无人机正前方，计算并分析无人机在不同飞行高度、飞行速度条件下执行打击任务的各种参数；覆盖随遇目标的侦察打击过程，实现对地面目标的打击精度；对地面目标实施打击时，对于侦察打击一体无人机挂载精确制导武器，机载武器导引头开机后捕获到目标，实现中末制导的交班。本发明专利技术实现目标定位算法设计、定位误差分配及打击精度分析，有效提高现有装备的远程打击、高速机动和精确毁伤等能力，增强我军在未来战争中的战略侦察、攻击和陆海空天一体化防御能力。

【技术实现步骤摘要】
一种侦察打击一体化数据处理系统及方法
本专利技术属于无人机
，尤其涉及一种侦察打击一体化数据处理系统及方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：高科技信息化战争时代，精准的战场侦察信息、远程智能化指挥和精确打击成为了决定战争胜负的主要要素。无人机已经成为未来战争中的重要作战平台，越来越多的国家对高性能无人机表现出了极大的兴趣，且各种型号的无人机在现在战争中已被使用。微小型无人机系统是20世纪90年代由美国等国家开始发展的融合机器人技术、先进的动力与推进技术、微型化技术等先进技术的新概念武器，不但在基础理论、设计、制造与试验技术等方面是革命性创新，且将对21世纪的战争模式带来革命性和颠覆性的影响。弹载微小型无人机是一种新概念武器系统，可完成精确打击、侦察、中继通信、目标指示、战场毁伤效果判定以及干扰等多种任务。其特点是：1)能直接穿越前沿防护网，抵达目标侦察区，速度快，战场生存能力强；2)弹载无人机平时被封装在带减速伞的弹体战斗部包装筒中，维修、保养、运输方便快捷；3)飞抵侦察目标上空时才自行折叠展开，启用自身动力系统，能量利用率最大化；4)生产、使用成本低，可以进行大规模的批量生产。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有装备对打击目标的远程打击、高速机动和精确毁伤作用效果有待提升。对目标的远程精确打击需要准确的情报支持，而大部分情况下对目标附近的侦察情报来自于太空卫星探测结果，准确性较低且时效性低，无法为远程打击装备的精确打击提供实时性高的情报。因此将侦察功能与武器打击功能集成在高速无人机上，能够实现对实时探测到的目标进行及时的打击，而无需其他武器平台的支援，增加了侦察所得到情报的时效性和远程打击的准确性；同时减少了侦察平台和武器支援平台间的信息联系，能大大提高对目标打击的隐蔽性，减少电子战和网络战的破坏性。(2)现有侦察打击一体化无人机上集成的多侦察与多打击模块之间没有直接的信息传递联系，需要将地面信息指挥中心或空中指挥中心作为中转并进行集中控制，并不能实现无人机自主侦察并进行打击，从侦察到打击之间的信息融合汇总和信息交互不够通畅。对于稍瞬即逝或打击时间窗口很短的目标容易因为信息互通的复杂性导致错过最佳打击窗口，更没有条件应对快速变化的战场态势从而做出实时准确的反应。(3)现有对于侦察或察打一体化无人机的自主控制技术多关注于无人机对于需要打击的目标的侦察阶段(包括任务规划、目标识别、战场探测和态势评估等)以及确定目标后的跟踪侦查阶段(包括跟踪航迹规划和打击路径规划等)，但对于打击阶段的具体打击方式的选择和组合以及武器模块的中末端导引方式研究较少；且在进行打击后，对于目标的打击效果需要由后方指挥中心确认并根据打击效果选择是否进行二次打击，容易错过迅速摧毁目标的机会，难以达到远程突防侦察打击的预期效果。解决上述技术问题的难度和意义：(1)要达到察打一体化无人机能够根据侦察得到的数据进行跟踪轨迹和打击路径的自主选择并实现射程内自主操控武器模块对目标进行打击的效果，察打一体化无人机机载数据处理系统必须能将机载各侦察模块(可见光摄像机、激光测距、合成孔径雷达和照射光电吊舱等)得到的数据进行实时收集、整合以及目标识别，将其和无人机所处的环境变量以任务约束的形式实时导入数据处理系统中的任务规划模块，制定当前最优的目标跟踪侦察路径和打击路径。该技术问题最大的技术难点在于数据处理系统中的多侦察信息整合模块的设计与任务规划模块的设计，这决定了能否以最优路径实现对目标的跟随侦察和实时打击。该技术难点的解决不仅能够促进高度自主性察打一体化无人机的设计与发展，同时也能够对同类型自主性无人机械装备(无人车、民用无人机以及深空探测无人探测器等)的设计起到促进作用。(2)要实现对目标的快速精确打击效果，需要完善远程精确制导和无人机飞行控制的一体化技术。要想实现远程精确制导必须要以足够高的精确度控制无人机发射的导弹抵达目标所在位置并在抵达目标附近后最大可能实现中—末制导段的交接。这一技术问题的关键就在于将导弹制导系统和无人机的飞行控制系统有机结合，从而实现远程精确打击和有效毁伤的效果。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种侦察打击一体化数据处理系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种侦察打击一体化数据处理系统，包括技术准备流程模块和执行任务流程模块；技术准备流程模块包括无人机和机载武器测试、燃滑油加注、发动机试车等；执行任务流程模块包括接受任务及飞行前准备阶段、侦察及武器准备阶段、发射控制及攻击阶段、返航及降落后维护阶段。本专利技术的另一目的在于提供的一种侦察打击一体化数据处理方法，具体包括以下步骤：步骤一：高速侦察打击一体无人机，按照打击时目标位于无人机正前方，计算并分析无人机在不同飞行高度、飞行速度条件下执行打击任务的各种参数；步骤二：以高速无人机装载可见光摄像机/激光测距/照射光电吊舱，打击过程中对目标进行侦察、定位和目标照射，覆盖随遇目标的侦察打击过程，实现对地面目标的打击精度；步骤三：对地面目标实施打击时，对于侦察打击一体无人机挂载精确制导武器，需要机载武器导引头开机捕获到目标，实现中末制导的交班。进一步，步骤一中，执行打击任务的各种参数，包括发现目标的水平距离、识别水平距离、发现到识别时间、识别到锁定所需距离、武器发射时距目标的水平距离、武器所需的俯冲角度、打击后无人机飞过目标后光电球可跟着水平距离、武器发射后光电球持续跟踪距离、发射后可照射时间及无人机过目标上空时光电球需要跟踪目标所需的角速度。进一步，步骤一中，计算为通过直角三角形的几何关系进行计算。进一步，步骤三中，完成交班后，打击精度取决于目标指示精度和机载武器的末制导精度。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术开展弹载无人机执行侦察打击一体任务过程中的关键参数计算分析，实现目标定位算法设计、定位误差分配及打击精度分析，实现了侦察打击一体化无人机的数据处理系统及方法，为弹载无人机执行察打一体任务提供了一条从获取环境数据到形成任务指令的有效路径。本专利技术中所公开的数据处理系统采用便捷且足够精准的计算方式，快速准确地汇总、融合、计算和分析多个侦察平台所获得的大量数据，并以此为依据结合对目标的侦察定位数据，自动生成执行打击任务的不同路径，并通过各项约束条件筛选出打击效率最高、所需时间最短以及安全性最高的打击路径；其次，在进行打击任务过程中，时刻对目标状态进行侦察定位，并根据机载精确制导武器的状态和所打击目标的前进路径，对打击路径实时进行修正，并在制导武器抵达目标附近时，以较高精度实现中—末段制导交班，实现预期的打击精度。本专利技术中的察打一体化无人机数据处理系统能够有效提高侦察打击任务过程中的各项关键参数的精度，从而大大提高了无人机的侦察精度和机载精确制导武器的打击精度，提升了察打一体化无人机对于目标的高速机动、精准导航定位、远程打击和精确毁伤能力，增强我军现有装备在未来战争中的战略侦察、攻击和陆海空天一体化防御能力。附图说明图1是本专利技术实施例提供的侦察打击一体化数据处理系统框图。图2是本专利技术实施例提供的侦察打击一体化数据处理方法流程图。图3是本专利技术实施例提供的侦察打击一体无人机执行任务流程图。图中：1、准备流程模块；2、执行任务流程模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侦察打击一体化数据处理系统，其特征在于，所述的侦察打击一体化数据处理系统，包括技术准备流程模块和执行任务流程模块；技术准备流程模块包括无人机和机载武器测试、燃滑油加注、发动机试车等；执行任务流程模块包括接受任务及飞行前准备阶段、侦察及武器准备阶段、发射控制及攻击阶段、返航及降落后维护阶段。

【技术特征摘要】
1.一种侦察打击一体化数据处理系统，其特征在于，所述的侦察打击一体化数据处理系统，包括技术准备流程模块和执行任务流程模块；技术准备流程模块包括无人机和机载武器测试、燃滑油加注、发动机试车等；执行任务流程模块包括接受任务及飞行前准备阶段、侦察及武器准备阶段、发射控制及攻击阶段、返航及降落后维护阶段。2.一种侦察打击一体化数据处理方法，其特征在于，所述的侦察打击一体化数据处理方法，具体包括以下步骤：步骤一：高速侦察打击一体无人机，按照打击时目标位于无人机正前方，计算并分析无人机在不同飞行高度、飞行速度条件下执行打击任务的各种参数；步骤二：以高速无人机装载可见光摄像机/激光测距/照射光电吊舱，打击过程中对目标进行侦察、定位和目标照射，覆盖随遇目标的侦察打击过程，实现对地面目标的打击精度；步骤三：对地面目标实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，高少飞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11