基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法技术

本发明专利技术涉及一种基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法，包括以下步骤：a、根据战场态势明确天基中制导任务，构建天基保障信息数据库；b、依据历史弹道规划结果，获取当前时刻滑翔弹的状态参数值；c、计算当前时刻滑翔弹的可达区域；d、更新滑翔弹的弹道；e、判断滑翔弹是否完成打击。本发明专利技术可以充分发挥天基中制导信息上滑翔弹后的作战效能。制导信息上滑翔弹后的作战效能。制导信息上滑翔弹后的作战效能。

【技术实现步骤摘要】
基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法


[0001]本专利技术涉及一种基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法。

技术介绍

[0002]滑翔弹具备较强的机动能力和突防能力，是战场上的主要武器类型。随着科技的发展，滑翔弹的打击距离和飞行时间也在逐渐增长，打击目标数据的来源则逐渐以天基为主，战场环境和目标信息的变化成为导弹在飞行过程中的命中精度和作战效能下降的主要因素，因此在滑翔弹飞行过程中引入天基中制导信息更新弹上信息成为解决这一问题的重要途径和必然趋势。
[0003]现有的天基中制导技术的研究主要集中在中继平台的选取、数据链技术以及作战效能分析等方面，尚无天基中制导信息与导弹匹配的能力边界的分析。同时，现有的天基中制导技术主要基于飞行约束较少的低速巡航类导弹开展初步设计应用，而对复杂飞行约束条件的滑翔类超/高超声速导弹的天基中制导应用的研究较少，并未形成成熟的流程及方法。
[0004]因此亟需一种明确天基信息在滑翔弹中制导任务中的可用性边界的方法，并形成考虑滑翔弹实际约束下飞行中机动能力和可达区域的天基中制导信息的应用流程，来解决基于天基中制导的滑翔弹目标位置实时调整问题，以提升滑翔弹在发射后的控制能力和飞行过程中的调整能力，保证天基中制导信息上弹后的有效性，从而将导弹作战效能最大化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法，包括以下步骤：
[0007]a、根据战场态势明确天基中制导任务，构建天基保障信息数据库；
[0008]b、依据历史弹道规划结果，获取当前时刻滑翔弹的状态参数值；
[0009]c、计算当前时刻滑翔弹的可达区域；
[0010]d、更新滑翔弹的弹道；
[0011]e、判断滑翔弹是否完成打击。
[0012]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(a)中，实时融合战场侦察信息更新战场态势信息，依据战场态势信息的变化判断目标情况；
[0013]若目标为无效目标或已被击中，则将打击目标更换为周边的有效目标；
[0014]若目标产生位移，且当前位置距离初始装订位置较远，则将新的位置信息上传至滑翔弹；
[0015]根据目标情况明确天基中制导任务。
[0016]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(a)中，实时处理天基侦察数据以构建天基保障信息数据库；
[0017]基于天基中制导任务明确中制导打击目标天基信息源，对天基保障信息进一步处理形成供滑翔弹应用的天基中制导信息；
[0018]天基中制导信息中包括信息定位精度d。
[0019]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(b)中，历史弹道规划结果为初始弹道或前次弹道规划结果；
[0020]滑翔弹的状态参数值包括状态变量和控制变量。
[0021]根据本专利技术的一个方面，状态变量包括经度θ、纬度Φ、飞行器到地心距离r、速度V、弹道倾角γ和弹道偏角Ψ；
[0022]控制变量包括攻角α和倾侧角σ。
[0023]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(c)中，将滑翔弹的参数值作为轨迹规划初始值，结合过程约束、终端约束及控制变量约束，将J＝λ*L
横
±
(1
‑
λ)*L
纵
作为优化指标，利用hp
‑
自适应伪谱法将动态优化问题转变为非线性优化问题求解，完成λ＝[0,1]区间内的迭代规划，形成可达区域图；
[0024]其中，L
横
和L
纵
分别代表滑翔弹飞行的横程值和纵程值，J为优化指标，λ为调整可达区域方位的参数。
[0025]根据本专利技术的一个方面，过程约束包括动力学约束、热流约束、过载约束和动压约束；
[0026]终端约束包括点位、速度和弹道倾角；
[0027]控制变量约束包括攻角和侧滑角约束。
[0028]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(d)中，以天基中制导目标点位为圆心，以定位精度d为半径，绘制圆形区域，形成与当前时刻可达区域范围的相对位置关系图；
[0029]若圆形区域存在超出滑翔弹可达区域的部分，则判定天基中制导信息不可用，滑翔弹维持原弹道飞行；
[0030]若圆形区域均在可达区域内部，则判定天基中制导信息可用，则计算后续信息上弹通信资源协调和指挥决策的时间限制。
[0031]根据本专利技术的一个方面，在计算时间限制时，重复所述步骤(c)以完成当前时刻到初始弹道落地时刻区间内可达区域迭代计算，得到可达区域刚好包含圆形区域时的时刻t
求
；
[0032]在t
求
时刻之前完成信息上弹，基于新目标信息重新规划弹道。
[0033]根据本专利技术的一个方面，在所述步骤(e)中，在完成打击前基于战场信息和天基信息资源的实时变化重复所述步骤(a)至所述步骤(d)。
[0034]根据本专利技术的构思，针对现有的滑翔弹天基中制导信息应用边界和流程不清晰的问题，提出一种充分考虑导弹能力和天基能力等具体约束的滑翔弹天基中制导信息的应用方法，主要包括基于目标可达区域和天基信息精度来判断天基中制导可行性的方法以及天基信息支持滑翔弹中制导流程的设计方法。
[0035]根据本专利技术的一个方案，在天基中制导信息侧基于滑翔弹发射前后战场态势变化(如目标消失、目标大范围机动等)形成天基中制导任务。同时，基于天基保障信息数据库明确天基信息源及其定位精度，处理形成符合滑翔弹应用格式的天基中制导信息。在滑翔弹能力侧基于hp
‑
自适应伪谱法完成复杂约束条件下各时刻可达区域的计算。并完成两侧能
力信息的匹配综合计算，判断信息的可用性并进一步明确天基中制导信息上弹的最迟时刻，为调整打击目标位置等中制导任务提供变更方法，以发挥天基中制导信息上滑翔弹后的作战效能，为后续天基信息支持滑翔弹新型作战样式研究提供新的思路，并为工程应用提供技术基础。
附图说明
[0036]图1示意性表示本专利技术的一种实施方式的基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法的流程图；
[0037]图2示意性表示综合考虑天基目指定位误差的信息可用性图(满足上弹要求)；
[0038]图3示意性表示综合考虑天基目指定位误差的信息可用性图(不满足上弹要求)；
[0039]图4示意性表示本专利技术的一种实施方式的天基中制导信息上弹最迟时间分析图；
[0040]图5示意性表示验证算例初始弹道和天基中制导弹道经度
‑
纬度图；
[0041]图6示意性表示验证算例初始弹道和天基中制导弹道时间
‑
经度图；
[0042]图7示意性表示验证算例初始弹道和天基中制导弹道时间
‑
纬度图；
[0043]图8示意性表示验证算例初始弹道和天基中制导弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑翔弹能力约束的天基中制导信息应用方法，包括以下步骤：a、根据战场态势明确天基中制导任务，构建天基目指保障信息数据库；b、依据历史弹道规划结果，获取当前时刻滑翔弹的参数值；c、计算当前时刻滑翔弹的可达区域；d、更新滑翔弹的弹道；e、判断滑翔弹是否完成打击。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，实时融合战场侦察信息更新战场态势信息，依据战场态势信息的变化判断目标情况；若目标为无效目标或已被击中，则将打击目标更换为周边的有效目标；若目标产生位移，且当前位置距离初始装订位置较远，则将新的位置信息上传至滑翔弹；根据目标情况明确天基中制导任务。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，实时处理天基侦察数据以构建天基保障信息数据库；基于天基中制导任务明确中制导打击目标天基信息源，对天基保障信息进一步处理形成供滑翔弹应用的天基中制导信息；天基中制导信息中包括信息定位精度d。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，历史弹道规划结果为初始弹道或前次弹道规划结果；滑翔弹的状态参数值包括状态变量和控制变量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，状态变量包括经度θ、纬度Φ、飞行器到地心距离r、速度V、弹道倾角γ和弹道偏角Ψ；控制变量包括攻角α和倾侧角σ。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，将滑翔弹的参数值作为轨迹规划初始值，结合过程约束、终端约束及控制变量约束，将J＝λ*L
横
±
(1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉兴，伊成俊，赵晰，李浩林，张金昌，杨德运，王铭，李运娜，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：