沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法技术

本发明专利技术提供一种沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，包括设计优化变量、构建目标函数、全球扰动引力逼近残差计算以及约束条件的确定几大步骤。该优化策略平衡了网格尺寸与逼近精度的对立关系，且优化过程中样本的生成考虑了不同高度下全球任意位置扰动引力的逼近效果，因此，可用于任意发射任务情况下沿飞行弹道扰动引力重构模型网格尺寸的快速计算。

【技术实现步骤摘要】
沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法
本专利技术涉及飞行动力学建模
，具体涉及一种针对沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法。
技术介绍
不断提升弹道导弹命中精度是我国新一代战略武器发展的必然趋势。地球扰动引力模型的构建是射前准备中的必要环节，其构建速度直接影响导弹发射的快速性。在影响弹道导弹落点精度的制导方法误差中，飞行过程中的扰动引力是除地球扁率以外最主要的误差源之一。因此，建立扰动引力场模型快速重构方法及飞行过程中的高精度扰动引力赋值方法具有重大的军事意义和工程价值。为解决弹道导弹飞行过程扰动引力快速逼近这一问题，国内学者提出了一种沿飞行弹道的扰动引力重构方法(弹道导弹全程扰动引力快速赋值方法[J]，谢愈等，弹道学报,2011(3):18-23.)，其基本思路可描述为：以一条参考二体弹道为中心构建一组两两相连的八面体网格，并最终组成一条可覆盖整条弹道的“网格管道”，同时基于扰动引力基本计算模型对每个网格的八个节点进行赋值。而后选择一种合适的空间插值函数对“网格管道”内任意点的扰动引力矢量进行快速计算。该方法可用于导弹飞行过程中扰动引力的实时快速赋值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，其特征在于：包括设计优化变量、构建目标函数、全球扰动引力逼近残差计算以及约束条件的确定；设计优化变量中优化变量如表达式1)：X＝[Hi,△ri,△hi,△fi],i＝1,2,…,s    1)；其中：s表示划分的自由飞行段的高度层数；Hi为当前层高度；△ri为网格沿地心矢量方向上的尺寸，称为径向长度；△hi为网格沿二体轨道动量矩方向上的尺寸，称为横向长度；△fi为网格截得的二体轨道地心角；根据优化变量构建目标函数中所构建的目标函数为表达式2)：max J＝△r·△h·△l    2)；其中：J为指标函数，△r和△h为当前高度层下网格的径...

【技术特征摘要】
1.一种沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，其特征在于：包括设计优化变量、构建目标函数、全球扰动引力逼近残差计算以及约束条件的确定；设计优化变量中优化变量如表达式1)：X＝[Hi,△ri,△hi,△fi],i＝1,2,…,s1)；其中：s表示划分的自由飞行段的高度层数；Hi为当前层高度；△ri为网格沿地心矢量方向上的尺寸，称为径向长度；△hi为网格沿二体轨道动量矩方向上的尺寸，称为横向长度；△fi为网格截得的二体轨道地心角；根据优化变量构建目标函数中所构建的目标函数为表达式2)：maxJ＝△r·△h·△l2)；其中：J为指标函数，△r和△h为当前高度层下网格的径向尺寸和横向尺寸，△l为网格截得的标准圆轨道弧长，即△l＝r·△f，r为当前高度对应的地心距，△f为当前高度层下网格截得的二体轨道地心角；全球扰动引力逼近残差计算通过表达式10)进行计算：其中：δgj表示有限元重构模型计算出的扰动引力矢量与球谐函数计算出的扰动引力矢量之差的绝对值；gr表示扰动引力矢量在地心矢径方向上的投影，ge表示扰动引力矢量在正东方向上的投影，gn表示扰动引力矢量在正北方向上的投影，g′r表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在径向的分量，g′e表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在东向的分量，g′n表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在北向的分量；Q为一次优化迭代中总共需要计算的样本数；约束条件的确定具体是：约束条件采用表达式11)表示：△gi＝mi+3·σi≤εg11)；其中：△gi为扰动引力有限元重构模型逼近残差均值与其三倍均方差之和；mi为第i层高度下扰动引力有限元重构模型计算残差的均值，均方差分别为和；σi为第i层高度下扰动引力有限元重构模型计算残差的均方差；εg为扰动引力有限元重构模型的容许误差。2.根据权利要求1所述的沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，其特征在于：全球扰动引力逼近残差计算包括全球网格的划分和残差的计算，具体如下：全球网格的划分包括以下步骤：第一步、构建N条过地球极点、半径为r且升交点赤经从0°到1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，王磊，张洪波，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43