本发明专利技术提供一种基于多个飞行器的协同制导方法、装置和电子设备，涉及制导技术领域，所述方法包括：获取第一协同制导阶段的第一协同制导律；初始一致性状态条件为基于相对距离和总前置角确定的；获取第二协同制导阶段的第二协同制导律；通过获取第一协同制导律以控制多个飞行器满足初始一致性状态条件，并通过获取第二协同制导律以控制满足初始一致性状态条件的多个飞行器到达多个待攻击目标的时刻之间的差值小于预设差值阈值，从而可以大大减少多个飞行器到达对应待攻击目标的时刻差值，解决了现有技术中由于各个飞行器到达对应子目标的时刻之间的差值比较大，导致无法对高价值战略目标进行有效攻击以及攻击效果差、突防率低的技术问题。低的技术问题。低的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
基于多个飞行器的协同制导方法、装置和电子设备
[0001]本专利技术涉及制导
，尤其涉及一种基于多个飞行器的协同制导方法、装置和电子设备。
技术介绍
[0002]随着高价值战略目标的防空反导系统的不断更新，采用传统的单一飞行器对高价值战略目标进行直接攻击变得越来越困难。近年来，高超声速飞行器凭借其高速飞行以及快速击打的优势逐渐成为各国重点研究和发展的对象。然而，由于高超声速飞行器的技术门槛比较高，并且其研制成本和使用成本也比较高，因此很难将高超声速飞行器作为常规武器使用。
[0003]在现有技术中，采用多个飞行器对高价值战略目标中多个子目标进行协同攻击，以提高对高价值战略目标的攻击效果。然而，由于每一个飞行器到达对应子目标的时刻各不相同且到达时刻之间的差值比较大，从而导致无法对高价值战略目标进行有效攻击，存在对高价值战略目标的攻击效果差以及突防率低的问题。
[0004]因此，现有技术中由于各个飞行器到达对应子目标的时刻之间的差值比较大，导致无法对高价值战略目标进行有效攻击以及攻击效果差、突防率低的技术问题，相关领域技术人员尚无有效解决方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种基于多个飞行器的协同制导方法、装置和电子设备，用以解决现有技术中由于各个飞行器到达对应子目标的时刻之间的差值比较大，导致无法对高价值战略目标进行有效攻击以及攻击效果差、突防率低的缺陷，实现对高价值战略目标的有效攻击，以及提高攻击效果和突防率。
[0006]本专利技术提供一种基于多个飞行器的协同制导方法，包括：在多个飞行器不满足初始一致性状态条件的情况下，获取第一协同制导阶段的第一协同制导律；所述第一协同制导律用于使多个飞行器满足所述初始一致性状态条件；所述初始一致性状态条件为基于飞行器与待攻击目标之间的相对距离以及视线矢量相对于飞行器速度矢量的总前置角确定的，所述视线矢量表示从飞行器指向待攻击目标的矢量连接线；获取第二协同制导阶段的第二协同制导律；所述第二协同制导律用于控制满足所述初始一致性状态条件的多个飞行器到达多个待攻击目标的时刻之间的差值小于预设差值阈值。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述获取第一协同制导阶段的第一协同制导律，包括：获取多个飞行器与多个待攻击目标之间的匹配对应关系以及多个飞行器之间的通信网络拓扑图；获取所述匹配对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型；基于所述相对运动数学模型和所述通信网络拓扑图获取所述第一协同制导律。
[0008]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述获取多个飞行器与
多个待攻击目标之间的匹配对应关系，包括：获取多个飞行器与多个待攻击目标之间的初始对应关系；获取所述初始对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的初始相对距离，得到多个初始相对距离；获取多个初始相对距离对应的初始相对距离之和，并以最小化所述初始相对距离之和为目标函数对所述初始对应关系进行优化，并将优化后的当前对应关系作为所述匹配对应关系。
[0009]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述获取所述匹配对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，包括：针对所述匹配对应关系中每一个飞行器，将所述飞行器所在的位置作为惯性坐标系的坐标原点，并获取所述飞行器与其对应待攻击目标在惯性坐标系中的相对运动几何关系；所述相对运动几何关系包括飞行器与其对应待攻击目标之间的相对距离、所述视线矢量与飞行器速度矢量在惯性坐标系中的第一几何关系以及所述视线矢量相对于惯性坐标系的第二几何关系；基于所述相对运动几何关系获取每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，所述相对运动数学模型包括飞行器与其对应待攻击目标之间的相对距离变化率、所述视线矢量相对于惯性坐标系的角速度变化率以及所述视线矢量相对于飞行器速度矢量的前置角变化率。
[0010]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述基于所述相对运动几何关系获取每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，包括：基于所述飞行器速度矢量和所述第一几何关系获取所述相对距离变化率；所述第一几何关系包括所述视线矢量相对于所述飞行器速度矢量的总前置角，所述总前置角包括前置倾角和前置偏角；基于所述飞行器速度矢量、所述第一几何关系和所述相对距离获取所述角速度变化率，并获取飞行器相对于速度坐标系的飞行器加速度矢量；基于所述飞行器加速度矢量、所述飞行器速度矢量、所述相对距离、所述第一几何关系和所述第二几何关系获取所述前置角变化率；所述第二几何关系包括所述视线矢量相对于惯性坐标系的视线倾角和视线偏角。
[0011]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述基于所述相对运动数学模型和所述通信网络拓扑图获取所述第一协同制导律，包括：获取所述视线矢量相对于所述飞行器速度矢量的总前置角；基于所述飞行器速度矢量、所述相对距离和所述总前置角，定义每一个飞行器对应的辅助变量；基于所述辅助变量和所述相对运动数学模型，获取每一个飞行器对应的线性辅助模型以及所述线性辅助模型的第一输入控制量；基于每一个飞行器对应的辅助变量和第一输入控制量，定义多个飞行器的一致性状态误差；所述一致性状态误差用于衡量多个飞行器的当前飞行状态与最终一致性状态之间的误差；基于所述通信网络拓扑图、所述一致性状态误差以及每一个飞行器对应的第一输入控制量，获取每一个飞行器对应线性辅助模型的第二输入控制量；基于所述第一输入控制量和所述第二输入控制量，获取所述第一协同制导阶段所对应的第一协同制导律。
[0012]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述基于所述通信网络拓扑图、所述一致性状态误差以及每一个飞行器对应的第一输入控制量，获取每一个飞行器对应线性辅助模型的第二输入控制量，包括：基于预先构造的第一矩阵和所述一致性状态误差定义第一目标函数；基于预先构造的第二矩阵和每一个飞行器对应的第一输入控制量定义第二目标函数；基于所述第一目标函数和所述第二目标函数得到第三目标函数；基
于每一个飞行器对应的第一输入控制量获取第一输入控制量集合；沿着所述第三目标函数梯度下降的方向，对所述第一输入控制量集合进行优化，以使所述第一输入控制量集合的一致性状态误差小于预设误差阈值；基于优化后的第一输入控制量集合和所述通信网络拓扑图，获取每一个飞行器对应线性辅助模型的第二输入控制量。
[0013]根据本专利技术提供的一种基于多个飞行器的协同制导方法，所述获取第二协同制导阶段的第二协同制导律，包括：获取多个飞行器的统一导航比；基于所述统一导航比、所述飞行器速度矢量、所述角速度变化率以及所述第一几何关系，获取第二协同制导阶段的第二协同制导律。
[0014]本专利技术还提供一种基于多个飞行器的协同制导装置，包括：第一制导模块，用于在多个飞行器不满足初始一致性状态条件的情况下，获取第一协同制导阶段的第一协同制导律；所述第一协同制导律用于使多个飞行器满足所述初始一致性状态条件；所述初始一致本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多个飞行器的协同制导方法，其特征在于，包括：在多个飞行器不满足初始一致性状态条件的情况下，获取第一协同制导阶段的第一协同制导律；所述第一协同制导律用于使多个飞行器满足所述初始一致性状态条件；所述初始一致性状态条件为基于飞行器与待攻击目标之间的相对距离以及视线矢量相对于飞行器速度矢量的总前置角确定的，所述视线矢量表示从飞行器指向待攻击目标的矢量连接线；获取第二协同制导阶段的第二协同制导律；所述第二协同制导律用于控制满足所述初始一致性状态条件的多个飞行器到达多个待攻击目标的时刻之间的差值小于预设差值阈值。2.根据权利要求1所述的基于多个飞行器的协同制导方法，其特征在于，所述获取第一协同制导阶段的第一协同制导律，包括：获取多个飞行器与多个待攻击目标之间的匹配对应关系以及多个飞行器之间的通信网络拓扑图；获取所述匹配对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型；基于所述相对运动数学模型和所述通信网络拓扑图获取所述第一协同制导律。3.根据权利要求2所述的基于多个飞行器的协同制导方法，其特征在于，所述获取多个飞行器与多个待攻击目标之间的匹配对应关系，包括：获取多个飞行器与多个待攻击目标之间的初始对应关系；获取所述初始对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的初始相对距离，得到多个初始相对距离；获取多个初始相对距离对应的初始相对距离之和，并以最小化所述初始相对距离之和为目标函数对所述初始对应关系进行优化，并将优化后的当前对应关系作为所述匹配对应关系。4.根据权利要求2所述的基于多个飞行器的协同制导方法，其特征在于，所述获取所述匹配对应关系中每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，包括：针对所述匹配对应关系中每一个飞行器，将所述飞行器所在的位置作为惯性坐标系的坐标原点，并获取所述飞行器与其对应待攻击目标在惯性坐标系中的相对运动几何关系；所述相对运动几何关系包括飞行器与其对应待攻击目标之间的相对距离、所述视线矢量与飞行器速度矢量在惯性坐标系中的第一几何关系以及所述视线矢量相对于惯性坐标系的第二几何关系；基于所述相对运动几何关系获取每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，所述相对运动数学模型包括飞行器与其对应待攻击目标之间的相对距离变化率、所述视线矢量相对于惯性坐标系的角速度变化率以及所述视线矢量相对于飞行器速度矢量的前置角变化率。5.根据权利要求4所述的基于多个飞行器的协同制导方法，其特征在于，所述基于所述相对运动几何关系获取每一个飞行器与其对应待攻击目标之间的相对运动数学模型，包括：基于所述飞行器速度矢量和所述第一几何关系获取所述相对距离变化率；所述第一几何关系包括所述视线矢量相对于所述飞行器速度矢量的总前置角，所述总前置角包括前置
倾角和前置偏角；基于所述飞行器速度矢量...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾晓琳，蒲志强，刘振，丘腾海，易建强，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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