威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划

《威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划》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、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaApr．252014V01．35No41042—1052ISSN1000—6893CN11．1929／Vhttp：#hkxbbuaa．edu．CFIhkxb@buaaedu．cn威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划符小卫*，李金亮，高晓光西北Z-业大学电子信息学院，陕西西安710129摘要：以复杂战场环境下无人作战飞机(UCAV)的自主突防作战为研究背景，以防空单元为威胁建立威胁联网模型，针对威胁联网的指挥控制组织结构和信息交互关系的特点，建立

2、了一种威胁联网的信息交互数学模型，并且通过网络模拟器NS-2(NetworkSimulatorVersion2)仿真验证了该数学模型的合理性与适用性，同时基于此提出了一种UCAV威胁代价评估模型；然后，结合UCAV动力学约束与制导武器攻击区约束，给出一种基于改进稀疏A+算法的自主突防与攻击航迹规划算法。仿真结果表明，该算法能够快速获得UCAV突防作战航迹，且由于采用了动态的威胁评估方法，对突发威胁有较好的适用性。关键词：威胁联网；无人作战飞机；A+搜索；交互信息；信息分析；低空突防；三维航迹规划中图分类号：V219；TP2

3、文献标识码：A文章编号：1000—6893(2014)04—1042—11无人作战飞机(UnmannedCombatAircraftVehicle，UCAV)低空突防作战是未来无人作战应用的重要领域。无人机要完成对目标的攻击，其低空突防与攻击航迹规划能力是前提和关键[1]。同时，通信网络技术与计算机技术的发展促使现代战争的作战方式逐步由平台作战扩展到一体化、网络化作战，敌我对抗由单元对抗向体系对抗发展。以网络为中心的作战模式使得现代防空系统不再为孤立的节点，而是成为相互影响、相互协作的一体化防空作战体系，这极大地改变了无人

4、机突防作战时所面临的威胁环境。因此，有必要对地面防空系统联网这一特定复杂情况下UCAV低空突防到敌方纵深，并执行攻击任务的航迹规划这一关键技术进行研究。研究现有文献发现，国内外还没有对相关问题的全面研究：美国学者Szczerba首先在文献E23中提出威胁联网，并以威胁源相互支援信息表来体现威胁联网的特性，并基于此建立威胁联网模型，完成无人机的航迹规划。由于相互支援信息表是根据经验离线建立的，不利于在线实时调整，所以不能够及时、准确地反映出瞬息万变的战场环境中威胁联网性能的变化。近年，国内部分学者对威胁联网下无人机航迹规划也

5、进行了相关研究[3。4]，其中对威胁联网的建模方法多参照文献[23中提出的方法，即建立相互支援信息表的方法，因而存在显著不足。文献[53中提出距离函数的连接度概念和目标指示概念，对威胁联网的评估有一定的改进。但其目标指示概率为定值，在出现威胁状态改变的情况下，不能做出及时调整，从而不能有效反映威胁联网的性能随环境的实时变化。并且，以上文献都是在二维平面内的航迹规划。总体来说，国内外还很少有人研究在威胁联网下的结合地形因素的三维低空突防航迹规划问题。收稿Et期：2013-06—21；退修日期：2013·11—18；录用日期：

6、2013—12—16；网络出版时间：2014-01—1612：20网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／S1000—6893．2013．0494htmI基金项目：航空科学基金与航空电子系统综合技术重点实验室联合资助项目(20125553030)*通讯作者．Tel．：029-88431260E—mail：fxw@nwpu．edu．cn}

7、用揸武tFuxW，LiH，GaoXG．DefensepenetrationpathplanningforUCAVbasedonthreatnetting[J]．Ac

8、taAeronauticaetAstronau—ticaSin／ca．2014．35(4)：1042．{052÷符小l，李金亮．高晓光．威胁联网下无人作战飞祝突畴作战航迹规勘iJI?航空学报，2014．35(4)：1042—1052．符小卫等：威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划针对上述问题，本文以UCAV携带两枚制导武器，对敌方纵深目标进行打击的突防作战为研究背景。首先，通过研究威胁联网的指挥控制(CommandandControl，C2)组织结构中信息流的实时交互过程，建立对威胁联网通信性能的评估模型(联通度模型)，

9、来反映战场环境的实时变化对威胁联网的协同效能的影响。并且，由此提出一种融合目标指示概率，通过分析目标指示信息对雷达探测效能的影响，得到威胁联网下的威胁代价目标函数；再结合制导武器攻击区约束模型，提出一种基于改进稀疏A+算法的UCAV突防作战航迹规划算法；为了解决三维航迹规划“指数爆炸”的问题，结合UCA