一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法技术

本申请公开了一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法，该方法将无人机飞行过程分为初制导、中制导以及末制导三个阶段，所述初制导阶段无人机起飞并进入巡航阶段，包括地检段、地面等待段、发射起飞段以及起飞爬升段；所述中制导阶段无人机被引导至攻击目标空域，实时完成对攻击目标的搜索、捕捉以及跟踪，包括爬升段、平飞段以及指令飞行段；所述末制导阶段通过寻的制导完成对攻击目标的攻击，包括初始调整段、攻击准备段、末端攻击段以及复飞拉起段。本申请对于具有末端引导能力的无人机提出了一套体系化的飞行阶段控制方法，实现了无人机的综合飞行管理，同时还为常规无人机改装为具有末端引导能力的无人机给出了相应的指导性建议和措施。导性建议和措施。导性建议和措施。

A flight control method of UAV with terminal guidance capability

【技术实现步骤摘要】
一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法


[0001]本申请涉及无人机领域，具体涉及无人机电子对抗
，尤其涉及一种具有末端引导能力的无人机的飞行阶段控制方法。

技术介绍

[0002]具有末端引导能力的无人机的发展是无人机在未来电子战领域应用的重要扩展。具有末端引导能力的无人机是综合反辐射导弹和无人机的长处并加以改进而研制出来的新一代无人机，是一种利用敌方雷达等辐射源辐射的电磁波信号搜索、跟踪并摧毁敌方辐射源的自主防御系统，是一种特殊的无人攻击机。相比反辐射导弹，具有末端引导能力的无人机具有以下优势：(1)远程攻击能力强，具有较长的滞空时间，可以在敌防空系统覆盖范围之外发射，依靠导航设备飞至目标区域，而反辐射导弹的射程仅为几十公里，需要载机进行抵近发射，大大限制了其攻击距离；(2)对敌方辐射源的压制能力强，反辐射导弹飞行速度快，基本不具备巡航能力，难以实现对敌方辐射源的持续压制，相比之下，具有末端引导能力的无人机可以长时间在目标上空巡逻搜索，待敌方雷达开机时再发起攻击，可以持续压制敌方的雷达等辐射源，对敌方雷达等操作人员起到震慑作用；(3)对发射条件的要求较低，具有末端引导能力的无人机在防区外发射，作战使用方便灵活，相比之下，反辐射导弹发射前要用载机上的侦察设备测定目标辐射源的参数，为提高实时打击效果，发射载机都必须配备相应的高精度辐射源探测系统，所以反辐射导弹对发射条件尤其是载机的要求十分高；(4)效费比高，作战使用更加灵活，具有末端引导能力的无人机在作战效果上类似于防区外导弹或巡航导弹，自身具备自主探测和目标定位与攻击能力，而且可在敌防空系统雷达关机时留空巡航搜索并攻击目标。
[0003]具有末端引导能力的无人机虽然同时具备了无人机和导弹的优点，但其控制策略也更加复杂，尤其在末端阶段，不同于常规无人机的巡场返航，具有末端引导能力的无人机在末端阶段需要执行相应的攻击任务，因此，对于攻击过程中的无人机控制管理十分复杂。但是，对于具有末端引导能力的无人机，现有技术并没有形成体系化的全飞行阶段管理控制方法。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本申请提出了一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法，
[0005]为了实现上述专利技术目的，本申请的技术方案具体如下：
[0006]一种具有末端引导能力的无人机飞行阶段控制方法，将无人机整个飞行过程分为初制导阶段、中制导阶段以及末制导阶段三个阶段，所述初制导阶段无人机起飞并进入巡航阶段，包括地检段、地面等待段、发射起飞段以及起飞爬升段；所述中制导阶段无人机被引导至攻击目标空域，实时完成对攻击目标的搜索、捕捉以及跟踪，包括爬升段、平飞段以及指令飞行段；所述末制导阶段通过寻的制导完成对攻击目标的攻击，包括初始调整段、攻
击准备段、末端攻击段以及复飞拉起段。
[0007]进一步地，所述初制导阶段包括：
[0008]a.无人机在地面收到地检指令，完成相应的地检操作，将地检数据发送给综合检测设备；
[0009]b.无人机收到退出地检指令，进入地面等待，各个舵面偏度为常值；
[0010]c.无人机收到发射起飞指令，飞机发射起飞，控制无人机加速，达到安全高度，油门保持最大连续可用转速的一定比例，纵向控制俯仰角保持发射姿态，横向控制翼平；
[0011]d.控制无人机快速爬升，判断无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值是否满足转入中制导阶段的航行段门限要求，若满足，则无人机进入中制导阶段的航行段飞行，否则继续爬升。
[0012]进一步地，所述中制导阶段包括：
[0013]e.无人机进入航行段，根据无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值，无人机选择进入爬升段、平飞段以及下降段中的其中一个阶段，此后若无人机接收到地面站发送的飞行指令，则进入步骤f，否则直接转入步骤g；
[0014]f.无人机进行指令飞行，包括指令平飞、指令爬升、指令下降、左盘、右盘以及向点飞，无人机执行完指令飞行任务后，进入步骤g；
[0015]g.无人机在目标空域巡航飞行，一旦发现攻击目标，若无人机飞行状态满足执行末端攻击条件时，则进入末制导阶段，否则继续在目标空域巡航飞行，按照进入末端攻击的条件调整无人机姿态、位置和速度。
[0016]进一步地，所述末制导阶段包括：
[0017]h.获取无人机视线方向与速度方向的夹角，若视线方向与速度方向的夹角大于临界攻击的视线倾角，则根据当前无人机飞行状态确定转弯方向，以极限过载给定转弯，直至攻击目标位于攻击前半球，接着进入步骤i；若视线方向与速度方向的夹角小于临界攻击的视线倾角，但制导解算过载给定超限，则不断调整制导律输出参数直至满足要求，进入步骤j；若视线方向与速度方向的夹角小于临界攻击的视线倾角，并且制导解算过载给定未超限，则直接进入步骤j；
[0018]i.获取攻击目标的雷达波束，若攻击目标的雷达波束稳定落入跟踪视场，并且制导律输出参数未超限，则直接进入步骤j；若攻击目标的雷达波束稳定落入跟踪视场，但是制导律输出参数超限，则不断调整制导律输出参数直至满足要求，进入步骤j；
[0019]j.无人机以期望飞行高度稳定飞行，控制发送机表速为最佳攻击速度，若无人机保持上述状态2s以上，则进入步骤k，否则保持当前的飞行状态；
[0020]k.无人机执行攻击任务，对目标进行攻击。
[0021]进一步地，所述步骤e，包括：
[0022]当无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值大于设定的进入爬升阶段的高度时，无人机进入爬升段，无人机纵向通过俯仰角控制表速，发动机采用连续可用最大油门，副翼控制无人机跟踪航线飞行；
[0023]当无人机处于爬升段时，若无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值小于爬升转平飞的公差带，无人机进入平飞段，无人机纵向保持高度飞行，发动机控制表速，副翼控制无人机跟踪航线飞行；当无人机处于下降段时，若无人机飞行高度与期望飞行高度之间
的差值小于下降转平飞的公差带，无人机进入平飞段，无人机纵向保持高度飞行，发动机控制表速，副翼控制无人机跟踪航线飞行；
[0024]当无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值小于设定的进入下降段的高度时，无人机进入下降段，无人机纵向通过俯仰角控制表速，发动机采用连续可用最小油门，副翼控制无人机跟踪航线飞行。
[0025]进一步地，所述步骤k中，若系统发生故障或外界干扰致使无人机偏离视线，或攻击目标丢失，并且无人机飞行高度大于等于决断高度，无人机退出末制导阶段，返回至中制导阶段，保持巡航模式飞行，否则无人机继续保持末制导阶段飞行，执行攻击任务。
[0026]进一步地，当无人机进入末制导阶段时，若无人机满足末制导阶段退出条件，并且飞行高度大于等于决断高度，无人机退出末制导阶段，返回至中制导阶段，保持巡航模式飞行；若无人机满足末制导阶段退出条件，飞行高度小于决断高度，无人机直接攻击目标。
[0027]进一步地，所述决断高度是指根据当前无人机飞行高度、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有末端引导能力的无人机飞行阶段控制方法，其特征在于，将无人机整个飞行过程分为初制导阶段、中制导阶段以及末制导阶段三个阶段，所述初制导阶段无人机起飞并进入巡航阶段，包括地检段、地面等待段、发射起飞段以及起飞爬升段；所述中制导阶段无人机被引导至攻击目标空域，实时完成对攻击目标的搜索、捕捉以及跟踪，包括爬升段、平飞段以及指令飞行段；所述末制导阶段通过寻的制导完成对攻击目标的攻击，包括初始调整段、攻击准备段、末端攻击段以及复飞拉起段。2.根据权利要求1所述的一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述初制导阶段包括：a.无人机在地面收到地检指令，完成相应的地检操作，将地检数据发送给综合检测设备；b.无人机收到退出地检指令，进入地面等待，各个舵面偏度为常值；c.无人机收到发射起飞指令，飞机发射起飞，控制无人机加速，达到安全高度，油门保持最大连续可用转速的一定比例，纵向控制俯仰角保持发射姿态，横向控制翼平；d.控制无人机快速爬升，判断无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值是否满足转入中制导阶段的航行段门限要求，若满足，则无人机进入中制导阶段的航行段飞行，否则继续爬升。3.根据权利要求1所述的一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述中制导阶段包括：e.无人机进入航行段，根据无人机飞行高度与期望飞行高度之间的差值，无人机选择进入爬升段、平飞段以及下降段中的其中一个阶段，此后若无人机接收到地面站发送的飞行指令，则进入步骤f，否则直接转入步骤g；f.无人机进行指令飞行，包括指令平飞、指令爬升、指令下降、左盘、右盘以及向点飞，无人机执行完指令飞行任务后，进入步骤g；g.无人机在目标空域巡航飞行，一旦发现攻击目标，若无人机飞行状态满足执行末端攻击条件时，则进入末制导阶段，否则继续在目标空域巡航飞行，按照进入末端攻击的条件调整无人机姿态、位置和速度。4.根据权利要求1所述的一种具有末端引导能力的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述末制导阶段包括：h.获取无人机视线方向与速度方向的夹角，若视线方向与速度方向的夹角大于临界攻击的视线倾角，则根据当前无人机飞行状态确定转弯方向，以极限过载给定转弯，直至攻击目标位于攻击前半球，接着进入步骤i；若视线方向与速度方向的夹角小于临界攻击的视线倾角，但制导解算过载给定超限，则不断调整制导律输出参数直至满足要求，进入步骤j；若视线方向与速度方向的夹角小于临界攻击的视线倾角，并且制导解算过载给定未超限，则直接进入步骤j；i.获取攻击目标的雷达波束，若攻击目标的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程家林，李照宏，田峰，张瞿辉，赵东宏，章进东，王毅，唐瑞卿，李锦平，张力帅，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：