[发明专利]一种适用于飞行器在线禁飞区规避制导方法

说明书

本发明提供一种适用于飞行器在线禁飞区规避制导方法，步骤如下：一，确定飞行器前方有效的禁飞区位置、大小及个数；二，将有交叉或距离较近的禁飞区合理合并，得到最终的有效禁飞区位置和大小；三，根据现有的路径规划与决策方法，确定规避禁飞区的虚拟路径点序列；四，计算改进比例导引法的导引系数；五，计算飞行器侧向需用力的大小；六，纵向通过调整攻角来跟踪纵向剖面，得到纵向需用力的大小；七，计算对应的倾斜角和攻角控制量，实现在线禁飞区规避的制导方法；本发明所述的制导方法科学，工艺性好，具有广阔推广应用价值。

技术领域：

本发明提供一种适用于飞行器在线禁飞区规避制导方法，它涉及一种在过程中需要规避禁飞区的制导方法，更特别地说，是指适用于飞行器禁飞区规避的制导方法，属于飞行器制导技术领域。

背景技术：

飞行器是一类以超声速飞行、大部分时间处于临近空间飞行的飞行器，飞行高度介于航空飞行器与航天飞行器之间。近年来飞行器的发展越来越快，其具有速度高、飞行距离长等特点。其中的滑翔段是飞行过程中十分重要的阶段，在该阶段飞行器减速下降，并消耗多余的能量。

随着飞行器的深入发展，制导律的设计越来越受到重视。然而飞行器的飞行环境复杂，其制导性能很容易受到气动模型及大气模型参数的不确定性和强扰动性等诸多因素的制约，因而制导方法成为各国航空航天领域研究的重点和难点问题。传统的制导方法主要关注飞行过程中的热流密度、动压和过载等硬约束，以及确保终端落点精度要求和终端约束。

然而随着现代战争的复杂化、智能化和多元化，飞行器应具备躲避某些特定区域的能力，这些区域包括敌方拦截区域、政治敏感区域、实验时要保证安全的区域等，称之为禁飞区。此外，该类飞行器在飞行过程中还可能遭遇突发威胁等动态战场态势，需要在飞行过程中进行在线轨迹规划，对方法效率提出了较高的要求。

飞行器的禁飞区是一种路径约束，在飞行器飞行过程中，禁飞区一般用无限高的圆柱来模拟，在飞行器最优轨迹的解算中，如果禁飞区的数量越多或者模型比较复杂，那么飞行器在轨迹优化的路径约束就越多，优化轨迹的解算难度就越大。现今研究禁飞区突防的成果较少，且主要集中在离线求取最优解。其中，伪谱法是数值求解方法的代表，采用不同的配点和多项式插值方法达到全局优化的目的，这些方法无法应用到在线的制导中，尤其是在禁飞区信息较复杂或者信息缺失的情况下。而对于其他的禁飞区规避方法，其性能主要依赖于具体的飞行器特性和禁飞区布局情况，其具体的实施过程也需要大量的经验参数，抗干扰能力差，很难适用于现代战争中复杂环境情况下的在线制导需要。

发明内容：

(一)本发明的目的

本发明提供了一种适用于飞行器在线禁飞区规避制导方法，即一种飞行器在线禁飞区规避的制导方法，以解决现有技术抗干扰能力差、难以在线应用的技术问题，本发明能够提高禁飞区规避过程中的抗干扰特性和安全性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于飞行器在线禁飞区规避制导方法，其步骤如下：

步骤一，依据飞行器当前获得的信息，确定飞行器前方有效的禁飞区位置、大小及个数；

步骤二，依据前方有效禁飞区的位置和大小，对禁飞区进行二次处理，将有交叉或距离较近的禁飞区合理合并，得到最终的有效禁飞区位置和大小；

步骤三，依据有效禁飞区的位置、目标位置及飞行器实际飞行状态，根据现有文献中的路径规划与决策方法，如A^*方法等，确定规避禁飞区的虚拟路径点(即waypoint)序列；

步骤四，依据虚拟路径点序列到达的先后顺序，计算改进比例导引法的导引系数；

步骤五，依据步骤四得到的比例导引系数，采用改进的比例导引法，计算飞行器侧向需用力的大小；