复杂战场环境下低可观测飞行器航迹规划方法研究

《复杂战场环境下低可观测飞行器航迹规划方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文复杂战场环境下低可观测飞行器航迹规划方法研究计变得困难重重。况且，飞行器控制系统还存在一定的参数不确定性和执行机构的饱和限制。1．4国内外的研究现状自从海湾战争以后，随着飞行器低空战术和技术的进一步发展，作为其核心内容的航迹规划技术日益成为各国军事机构的研究热点，目前国外主要有美国、英国、法国在研究低空突防飞行器的航迹规划技术。美国是世界上最早拥有巡航导弹的国家，投入使用的巡航导弹以及武装直升机，战斗机等飞行器都具有地形跟踪飞行能力。但直N80年代中期，美国才开始研究利用计算机技术，人工智能方法进行自动航迹规划。在此之前，航迹规划都靠人工进行。从美国公开发表的文献来看，

2、美国目前的巡航导弹航迹规划还很困难，很费时，目前的设计需要大量的精确的测绘和敌情信息，还要有先进的处理能力。美国正在进行的一项研究，就是研制一种制导装置系统，该系统可将规划数据的质量和数量降低到最低程度一对某些种类的目标和战术情况，可以实时完成航迹规划，据文献[5】，美国陆、海，空三军已使用不同的航迹规划系统，如空军的任务支援系统MSSII+、海军的战术飞机任务规划系统TAMPS等，其中MSSII+系统曾在海湾战争中广泛使用，并取得了显著成效。英国有几家公司已向英国空军提交了研制先进任务规划装置(AMPA)的方案。AMPA可以在夜间和恶劣天气下支援Gr．7飞机进行隐蔽攻击，也可以用

3、于狂风和欧洲战斗机。此外，已研制成的规划系统还有Pathfinder2000，该系统是由GEC航空电子设备公司和杭延工程公司共同研制的。硬、软件均采用模块方式。Pathfinder2000具有制作飞行航线规划的信息知识库，其中包括攻击计划模块、起飞降落的立体图像以及电子战仿真等。法国正在研制飞机的航迹规划系统。MISPY系列由法国达索1982年开始研制，目前已研制出两代产品，生产Y30台并开始服役。最新的MIPSY．2使用单兵计算机，可对百万分之一的数字地图进行高级图形显示。CA系列是马特拉MS2i公司的产品，1982年起在法国空军服役，CINNA3曾在海湾战争中使用，使用五十万分

4、之一和五万分之一的数字地图。民用飞机最优飞行剖面的生成，国外在60年代就己经开始研究，而通过充分利用空域缓解目前空中交通拥挤的状况是1983年FANS成立以后各航空公司提出的，同时提出了必备导航性能及隧道概念。飞行器敏捷性，国外主要有美国空军试飞中心、艾得提斯、堪萨斯大学等机构从理论上及其应用上进行了研究，目前理论上己日趋成熟，但实现上还存在一定困难。我国在八十年代初开始了地形跟踪与回避技术的研究，到了九十年代，这项技术的研究得到了蓬勃地发展⋯6】，国内的南京航空航天大学、西北工业大学、华中科技大学、．5．1绪论硕士学位论文北京航空航天大学、北京理工大学等研究机构均做出了很大贡献。

5、目前，我国航迹规划技术研究正进一步肉智能化、实时性、可实现性方向发展，但基本上还处于跟踪国外的水平，性能完善的任务规划系统还需进一步研究。1．5选题来源和研究内容本文选题来自某研究所某课题，本文主要研究在具有数据链通信情况下的飞行器的航迹规划，并针对各种不同任务情况下的航迹规划进行了进一步的研究。低可观测飞行器在现代局部战争中发挥越来越重要的作用，但在实战中，也暴露出许多不足，例如：不能有效打击地面、空中和水面移动目标，不能重新选择攻击目标，不能在取消目标后采取有效措施，飞行路线缺乏灵活性，协同作战能力不够理想等。论文在深入分析该课题前阶段研究工作的基础上，对航迹规划算法做了进一步

6、的改进，威胁的回避技术做了研究，并对飞行器的航迹规划进行重点研究。航迹规划算法是基于现有的A·算法进行改进，利用节点的扩展，完成对三维空间的航迹规划。前期的航迹规划算法采用A·算法部分节点扩展，把地形及固定威胁信息读入，来实现离线以及在线的动态规划问题。虽然算法节点扩展比较少，可以节省空间，并且减少了计算量，但是上述算法仍然存在一些不足之处需要改进：1)在三维节点扩展中，扩展节点过于简单，在达到局部最优路线后，就无法找到正确的航迹，甚至造成下一段规划无法规划出满足性能要求的航迹，使整个规划失败。2)在航迹规划过程中仅仅利用已知的数字地图信息，没有考虑威胁信息尤其是移动威胁如机载雷达

7、对航迹的影响，然而威胁信息是实施低空突防任务的关键信息，关系到整个低空突防任务的成败，所以需要改进规划方法。3)在飞机器实时飞行过程中可能会出现突发威胁，而原有的动态规划算法针对飞行过程中的突发威胁的处理有时变得无能为力。本论文的主要研究内容是结合航迹规划的实际需求，改进原有的航迹规划算法和威胁回避算法，并搭建仿真验证平台，对算法进行仿真验证。具体包括以下内容：11A+算法的改进目前的A}算法采用的是向右节点扩展的方式，主要是考虑到仿真用的计算机的能力有限，减少对计算