一种机动化箔条幕协同布放方法技术

本发明专利技术属于电子对抗技术领域，具体涉及一种机动化箔条幕协同布放方法。在保持传统箔条幕干扰本身优势的情况下，通过无人机和海上平台协同布放箔条弹构设箔条幕干扰，基于改进的布谷鸟搜索算法以控制箔条弹布放速率和方向，使箔条幕能量质心随时间增长不断移动，有效应对雷达导引头抗干扰技术，并保证海上平台成功逃逸。本发明专利技术的优点为：面向空中威胁雷达导引头和实际对抗场景特点，借助布谷鸟搜索算法优化机制求取无人机与舰艇的箔条弹布放参数，通过无人机与舰艇协同完成对多枚箔条弹的可控化逐枚布放，实现箔条幕质心按照一定规律随时间不断移动，加快海上平台逃逸速度，并有效应对雷达导引头动目标显示、边搜索边跟踪等抗干扰技术。扰技术。扰技术。

【技术实现步骤摘要】
一种机动化箔条幕协同布放方法


[0001]本专利技术属于电子对抗
，具体涉及一种机动化箔条幕协同布放方法。

技术介绍

[0002]为有效防御主动雷达体制空中威胁攻击、保证海上平台免受打击，采用箔条进行针对性无源干扰构设是重要方式，具备成本低、使用简便、可从雷达主瓣干扰等优势。但是，伴随动目标显示等雷达抗干扰技术在威胁目标中的应用，传统箔条布放方法的干扰效能大为降低，因此有必要提出一种新的布放思路。
[0003]从公开资料来看，目前已经积累了一些关于箔条干扰实施的研究成果。其中一部分基于协同式理念，将箔条布放与有源干扰或自身平台机动相结合，探索提升干扰效果的方法；如，将有源压制干扰与箔条干扰进行协同，通过干扰波束直接照射扩散团来增强干扰能力；通过研究直升机机动、海上平台机动与箔条干扰相结合的方式，得到有效的平台机动方案与箔条布放方案；综合而言，上述研究成果在一定程度上有效规避了传统箔条干扰本身的弊端，但由于对协同双方在空间和时间的配合上要求较高，因此在复杂的实际环境中可实施性有待商榷。另一部分学者则提出箔条幕干扰理念，通过在空中威胁来袭方向一次性投放数枚箔条，对设备形成有效遮蔽；此类箔条幕干扰方法具有较强的可实施性，但是由于幕墙为预先一次性布放，导致其质心固定不变，无法有效规避雷达导引头动目标显示等抗干扰技术，即使有后期补放措施，其施放平台也为被保护目标本身，一旦时机掌握不够科学，容易暴露目标，起到相反效果。

技术实现思路

[0004]鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种机动化箔条幕协同布放方法，在保持传统箔条幕干扰本身优势的情况下，通过无人机和海上平台协同布放箔条弹构设箔条幕干扰，基于改进的布谷鸟搜索算法以控制箔条弹布放速率和方向，使箔条幕能量质心随时间增长不断移动，有效应对雷达导引头抗干扰技术，并保证海上平台成功逃逸。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种机动化箔条幕协同布放方法，海上平台与无人机协同施放箔条弹，其中，海上平台施放箔条弹用以遮掩自身目标，以保证空中威胁雷达导引头无法发现海上平台，无人机施放箔条弹与海上平台施放方向基本相反，用以使箔条幕能量质心与海上平台距离逐渐增大，直至海上平台成功逃出空中威胁雷达导引头跟踪范围。
[0007]包括以下具体步骤：
[0008]步骤1，构建空中威胁运动特性模型与海上平台运动特性模型，步骤包括：
[0009]步骤101，对于空中威胁运动特性模型，根据导引头采用的制导规律(追踪法、平行接近法、比例导引法)确定，并求解空中威胁随时间变化的位置坐标；
[0010]步骤102，对于海上平台运动特性模型，通过建立海上平台位置与时间和初始时刻坐标位置的函数关系确定；
[0011]步骤2，构建机动化箔条幕特性模型，步骤包括：
[0012]步骤201，构建机动化箔条幕形态模型，具体包括：
[0013](1)计算单发箔条弹完全散开后的平均有效反射面积和平均有效反射半径；
[0014](2)定义相邻两发箔条弹间距离，该距离小于2倍的平均有效反射半径R，进而确定t时刻箔条幕长度；
[0015]步骤202，构建机动化箔条幕运动模型，步骤包括：
[0016](1)根据海上平台与空中威胁位置、风向、风速、相邻两发箔条弹间距离及箔条幕轴线相对初始弹目方向法线偏转角度，求取海上平台和无人机分别布放箔条弹的方向、相邻两发箔条弹间布放时间差和布放距离、箔条弹布放个数表达式；
[0017](2)计算每发箔条弹初始布放位置坐标与初始布放时刻，以及t时刻每发箔条弹位置坐标、形成的箔条幕能量质心坐标及边缘点坐标；
[0018]步骤203，构建箔条补弹策略，步骤包括：
[0019](1)当某发箔条弹持续扩散时间大于箔条弹有效作用时间时，需要进行至少一次补弹；根据空中威胁起爆时刻，求取每发箔条弹对应的补弹次数，补弹位置为补弹时刻该发箔条弹位置；
[0020](2)计算空中威胁起爆前，箔条补弹总次数；
[0021]步骤3，构建机动化箔条幕干扰效能模型，步骤包括：
[0022]步骤301，构建干扰效能目标函数，通过综合考虑箔条幕墙能量质心与海上平台质心的距离、无人机飞行损耗、箔条弹消耗量、箔条补弹次数定义。
[0023]步骤302，构建干扰效能约束条件，具体步骤包括：
[0024](1)构建遮蔽有效性条件，包含两项子条件：一是箔条幕两个边缘点分别与空中威胁质心、海上平台质心构成的夹角均小于两个边缘点与空中威胁构成的夹角，证明海上平台处于箔条幕遮蔽范围；二是海上平台与空中威胁位于箔条幕两侧；
[0025](2)构建拖引有效性条件，包含两项子条件：一是海上平台质心与空中威胁质心、箔条幕能量质心构成的夹角大于雷达导引头跟踪波束角度；二是起爆时刻，海上平台质心与箔条幕能量质心距离大于空中威胁杀伤半径；
[0026](3)构建资源损耗约束条件，包含两项子条件：一是无人机与海上平台分别消耗的箔条弹量均小于平台初始装载箔条弹量；二是无人机飞行距离小于最大可飞行距离；
[0027](4)构建发射能力约束条件，海上平台发射每发箔条弹距离均需小于最大可发射距离。
[0028]步骤4，采用布谷鸟搜索算法求取最佳布放方案，通过参数初始化、种群个体初始化和优化迭代过程，输出全局最优解，优化参数包括海上平台与无人机箔条弹布放速率、海上平台布放首发箔条弹位置距离海上平台初始位置距离、海上平台机动角度、箔条幕轴线相对初始弹目方向法线偏转角度，求取的布放方案参数为每发箔条弹初始布放位置和布放时刻、补发弹位置和补发时刻。
[0029]与现有技术比，本专利技术的有益效果是：基于布谷鸟搜索算法，借助无人机与海上平台协同进行箔条弹布放，完成机动化箔条幕构设，以针对空中威胁主动雷达导引头形成箔条幕能量质心随时间不断移动的箔条幕干扰，有效应对雷达导引头新型抗干扰技术。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的机动化箔条幕协同布放方法的整体流程示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例获得的迭代优化曲线图；
[0032]图3是本专利技术实施例获得的机动化箔条幕布放方案示意图。
具体实施方式
[0033]下面以空中威胁基于比例导引法攻击海上平台目标，海上平台与无人机协同进行机动化箔条幕干扰构设为案例，对本专利技术方案的实施过程进行具体说明，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0034]步骤1，构建空中威胁与海上平台运动特性模型，步骤包括：
[0035]步骤101，基于比例导引机理(式(1))计算空中威胁位置坐标。
[0036][0037]式(1)中，[M
x
(t),M
y
(t)]表示t时刻空中威胁M的位置坐标，v
m
表示空中威胁攻击速率，B
m
(t)表示t时刻空中威胁攻击方向与基准线夹角，Δt表示t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机动化箔条幕协同布放方法，其特征在于，海上平台与无人机协同施放箔条弹，其中，海上平台施放箔条弹用以遮掩自身目标，以保证空中威胁雷达导引头无法发现海上平台，无人机施放箔条弹与海上平台施放方向相反，用以使箔条幕能量质心与海上平台距离逐渐增大，直至海上平台成功逃出空中威胁雷达导引头跟踪范围；具体包括以下步骤：步骤1，构建空中威胁运动特性模型与海上平台运动特性模型，步骤包括：步骤101，对于空中威胁运动特性模型，根据导引头采用的制导规律确定，并求解空中威胁随时间变化的位置坐标；步骤102，对于海上平台运动特性模型，通过建立海上平台位置与时间和初始时刻坐标位置的函数关系确定；步骤2，构建机动化箔条幕特性模型，步骤包括：步骤201，构建机动化箔条幕形态模型，具体包括：(1)计算单发箔条弹完全散开后的平均有效反射面积和平均有效反射半径；(2)定义相邻两发箔条弹间距离，该距离小于2倍的平均有效反射半径R，进而确定t时刻箔条幕长度；步骤202，构建机动化箔条幕运动模型，步骤包括：(1)根据海上平台与空中威胁位置、风向、风速、相邻两发箔条弹间距离及箔条幕轴线相对初始弹目方向法线偏转角度，求取海上平台和无人机分别布放箔条弹的方向、相邻两发箔条弹间布放时间差和布放距离、箔条弹布放个数表达式；(2)计算每发箔条弹初始布放位置坐标与初始布放时刻，以及t时刻每发箔条弹位置坐标、形成的箔条幕能量质心坐标及边缘点坐标；步骤203，构建箔条补弹策略，步骤包括：(1)当某发箔条弹持续扩散时间大于箔条弹有效作用时间时，需要进行至少一次补弹；根据空中威...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴立冠，张荣文，周唯，王海涛，刘经东，刘华军，马春波，邵翔宇，刘可，徐凯平，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一五五零部队，
类型：发明
国别省市：