一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法技术

本发明专利技术公开了一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法，实现在固定行动路线下，行动车辆对多卫星侦察的规避。在制定反卫星侦察规避行动的策略时，需要重点关注的两个要素分别为到达时间和规避时长。在任务紧急的情况下一般需要选择最早到达的策略，当有足够的冗余时间且对安全性要求较高时，任务方则会选择在路上规避时长最短的策略，避免了仅对重要点位进行航天侦察规避计算可能造成的漏警，也避免了对路线经过的全区域进行计算造成的低效。相较之前仅输出安全窗口开始结束时间更为直观；能为车辆行动的航天侦察规避和行动策略规划提供有效参考和支持，具有较高的实用价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法


[0001]本专利技术涉及航天测量与控制领域，尤其涉及一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法。

技术介绍

[0002]当前现有的航天侦察规避算法主要是针对固定点位或区域进行计算，对于行动线路的航天侦察规避算法并不成熟。如美方AGI实验室的STK软件，可对线路进行航天器侦察预报，但仅能为某固定时刻出发车辆机动行动开展计算。国内某单位在向用户单位提供行动线路卫星侦察预报服务时，仅是把对行动路线的航天侦察规避计算转化为对路线经过区域的航天侦察规避计算或者对行动路线上部分关键点位进行全时段航天侦察规避计算。
[0003]以上算法均存在效率低、虚警率高等问题。同时，以上算法生成的结果主要是安全窗口的开始时间和结束时间，不能为公路行动策略提出建议，对行动本身缺乏指导意义，实用效果不明显。
[0004]综上，目前国内尚无一套为车辆/车队提供沿固定路线行驶过程中反卫星侦察安全行动策略。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]本专利技术包括以下步骤：
[0008]步骤一、场景建模：将车辆公路行动路线分割成多个曲线段进行分析，每段间隔选为卫星幅宽ΔL；设起点为A0点，后续各点分别为A1、A2…
A
n
点，A
i
‑1和A
i
个点之间路段以l
i
表示，其中A
i
‑1为该路段起点，A
i
为该路段终点，A
n
点为全程终点，n＝int(l/ΔL)+1，l为路程总长度；自A0开始依次对A
i
‑1和A
i
个点之间路段l
i
按区域进行建模，最终形成路线图为由多个由A
i
和A
i+1
作为两对角端点的球面矩形所组成，S
i
为介于A
i
‑1和A
i
点之间的球面矩形区域；对总计划行动区间T进行分割，分割段数m＝int(T/ΔT)
‑
1。其中，每段间隔对应的车辆运动时长ΔT＝ΔL/v，v为车辆恒定速度，预定行动时间区间起点时刻为T0时刻，后续各点分别为T1、T2…
T
m
点；
[0009]步骤二，建立卫星侦察预报矩阵：对各个矩形区域开展T天内的侦察卫星的过境预报，将结果以预报结果矩阵的形式表示，预报结果矩阵Tr
nm
为n行m列矩阵，其每个元素Tr(i,j)指在(T
i
‑1,T
i
]时段S
j
路段是否有卫星侦照，如果有卫星侦照则Tr(i,j)＝1，否则为0；将车辆的运行状态用n行m列矩阵Dr
nm
表示，当车辆于 (T
i
‑1,T
i
]时间段内通过S
j
路段时Dr(i,j)＝1，否则为0。构建与矩阵Tr
nm
对应的方格图，第i行第j列对应的方格以对应的矩阵元素编号Tr(i,j)表示，方格为黑色表明对应的矩阵元素值为1；
[0010]用n行m列矩阵Dr
nm
表示车辆的运行状态，当车辆于(T
i
‑1,T
i
]时间段内通过S
j
路段
时Dr(i,j)＝1，反之为0；如果车辆自起点A0点按速度v匀速前进，且不采取任何规避手段，则Dr
nm
表现为一个m
×
m的单位矩阵I
mm
和一个n
×
(m
‑
n)的零矩阵 O
n(m
‑
n)
的合并集Dr
nm
＝[I
mm
|O
n(m
‑
n)
]。当车辆于(T
i
‑1,T
i+k
‑1)时间段在S
j
路段停留时，对应的Dr(i,j)、Dr(i+1,j)
…
Dr(i+k,j)值均为1；
[0011]步骤三，开展“规避时长最短”反卫星侦察安全行动策略制定：采用多条带有箭头的线段组合来表现车辆的行驶策略，匀速行驶以沿小方格对角线前进的箭头表示，停止以向右平行延伸的箭头表示；规避策略的约束条件为车辆行驶的路段无卫星侦察，即当Tr(i,j)＝1时，Dr(i,j)＝0，表现在矩阵图中为表示车辆行驶策略的线段不得经过黑色方格；
[0012]在预报矩阵方格图上自(A0,T0)点开始沿方格对角线向右下前进，如到达黑色方格左上角点处，则向右平移直至对应右下角方向方格为白色后继续沿方格对角线前进，如此反复直到到达矩阵最后一行对应点为(A
n
,T
E
)；
[0013]自(A
n
,T
E
)点开始沿方格对角线向左上角前进，如到达黑色方格右下角点处，则向左平移直至对应左上角方向方格为白色后继续沿方格对角线前进，如此反复直到到达矩阵第一行对应点为(A0,T
s
)。
[0014]从(A0,T
s
)点开始沿方格对角线向右下前进，如到达黑色方格左上角点处，则向右平移直至对应右下角方向方格为白色后继续沿方格对角线前进，如此反复直到到达矩阵最后一行对应点为(A
n
,T
E
)。此时的行动策略即为对应的“最早到达且规避时长最短”反卫星侦察安全行动策略。
[0015]所述步骤一将车辆公路行动路线分割成多个曲线段进行分析，如总长度对ΔL不能整除，则保留最后一个曲线段，该曲线段相对其他线段用时较短；用ΔT将 T进行分割，如果T不能被ΔT分割则在计算中不考虑最后一个时间段。
[0016]所述的步骤二选用SGP4/SDP4模型或HPOP模型进行卫星轨道计算。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]本专利技术是一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法，与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0019]第一，提出了一种有效的车辆公路行动路线的建模方法。本专利技术基于卫星成像幅宽ΔL和路程总长度l，将整个行动路线分割成n＝int(l/ΔL)+1个曲线路段，并以每个曲线路段的起点和终点为顶点构建球面矩形，把对整个路段的航天侦察规避计算转化为对n个球面矩形的侦察卫星过境预报。这种建模方法避免了仅对重要点位进行航天侦察规避计算可能造成的漏警，也避免了对路线经过的全区域进行计算造成的低效。
[0020]第二，基于此种建模方法，生成对应的侦察预报矩阵，并根据矩阵形成预报矩阵方格图。这种方法可以展示某一路段在某一时间段内是否安全，相较之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路机动中反卫星侦察的最早到达且最短规避方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、场景建模：将车辆公路行动路线分割成多个曲线段进行分析，每段间隔选为卫星幅宽ΔL；设起点为A0点，后续各点分别为A1、A2
…
A
n
点，A
i
‑1和A
i
个点之间路段以l
i
表示，其中A
i
‑1为该路段起点，A
i
为该路段终点，A
n
点为全程终点，n＝int(l/ΔL)+1，l为路程总长度；自A0开始依次对A
i
‑1和A
i
个点之间路段l
i
按区域进行建模，最终形成路线图为由多个由A
i
和A
i+1
作为两对角端点的球面矩形所组成，S
i
为介于A
i
‑1和A
i
点之间的球面矩形区域；对总计划行动区间T进行分割，分割段数m＝int(T/ΔT)
‑
1；其中，每段间隔对应的车辆运动时长ΔT＝ΔL/v，v为车辆恒定速度，预定行动时间区间起点时刻为T0时刻，后续各点分别为T1、T2…
T
m
点；步骤二，建立卫星侦察预报矩阵：对各个矩形区域开展T天内的侦察卫星的过境预报，将结果以预报结果矩阵的形式表示，预报结果矩阵Tr
nm
为n行m列矩阵，其每个元素Tr(i,j)指在(T
i
‑1,T
i
]时段S
j
路段是否有卫星侦照，如果有卫星侦照则Tr(i,j)＝1，否则为0；将车辆的运行状态用n行m列矩阵Dr
nm
表示，当车辆于(T
i
‑1,T
i
]时间段内通过S
j
路段时Dr(i,j)＝1，否则为0；构建与矩阵Tr
nm
对应的方格图，第i行第j列对应的方格以对应的矩阵元素编号Tr(i,j)表示，方格为黑色表明对应的矩阵元素值为1；用n行m列矩阵Dr
nm
表示车辆的运行状态，当车辆于(T
i
‑1,T
i
]时间段内通过S
j
路段时Dr(i,j)＝1，反之为0；如果车辆自起点A0点按速度v匀速前进，且不采取任何规避手段，则Dr

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，罗朗，林啸天，张炜，王啸臻，马鑫，王秀红，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三七六八部队，
类型：发明
国别省市：