[发明专利]一种面向多UUV群组协同探测任务的阵型生成方法

权利要求书

1.一种面向多UUV群组协同探测任务的阵型生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据UUV指控系统下达的探测目标海域，调取相应区域的电子海图，获取参与生成UUV群组协同探测阵型的UUV成员数目；

所述的UUV群组协同探测阵型分为内外两层结构，内层为高精度定位层，采用一主多从模式的具有较高探测精度的单UUV群组作为基本构成单元，一主多从模式的单UUV群组由1个主UUV和N₁个从UUV构成；外层为高探测率警戒层，采用主从式的一字形结构的单UUV群组作为基本构成单元，主从式的一字形结构的单UUV群组由1个主UUV和N₂个从UUV构成；所述的UUV两侧搭载有舷侧阵声纳，舷侧阵声纳的探测开角为θ，探测半径为r；

步骤2：计算外层单UUV群组的目标函数f(L)和内层单UUV群组的目标函数g(S₁)；

步骤2.1：计算外层单UUV群组的目标函数f(L)；

步骤2.1.1：计算外层单UUV群组布控区域内任一点(x_s,y_s)被该群组内任一UUV成员c_i探测的概率P(x_s,y_s,c_i)；

其中，外层单UUV群组中各UUV成员的探测能力相同；(x_i,y_i)为UUV成员c_i的位置坐标，α_i为UUV成员c_i的航向，i＝0,1,...,N₂，c₀为主UUV；e为信号衰减因子；

步骤2.1.2：计算外层单UUV群组布控区域内任一点(x_s,y_s)被该UUV群组探测的概率P(x_s,y_s)；

步骤2.1.3：计算外层单UUV群组的目标函数f(L)；

f(L)＝max(P_r(L))

A_s＝(N₂*L+2r)*2r

其中，P_r(L)为外层单UUV群组最大探测覆盖率；A_s为外层单UUV群组的最大布控海域范围；L为外层单UUV群组中相邻的两个UUV之间的距离；

步骤2.2：计算内层单UUV群组的目标函数g(S₁)；

其中，GDOP(S₁)为内层单UUV群组的定位精度；表示内层单UUV群组的定位精度误差的平均值；S₁为内层单UUV群组的探测区域面积；为内层单UUV群组的探测区域内任一点(x_a,y_b)到从UUV成员c_j与主UUV之间距离测量误差的标准差；

步骤3：基于粒子群算法，求解外层单UUV群组的目标函数f(L)和内层单UUV群组的目标函数g(S₁)，计算外层单UUV群组中相邻的两个UUV之间的距离L和内层单UUV群组的探测区域面积S₁的最优值，并获取各单UUV群组中从UUV相对于主UUV的相对位置；所述的相对位置包括单组UUV群组组内UUV成员之间的角度、距离以及自身航向角；

步骤4：计算UUV群组协同探测阵型中外层需要的单UUV群组数量M_O和内层需要的单UUV群组数量m_o；

M_O＝L_S/(L*N₂)

其中，L_S为探测目标海域的周长；当M_o不为整数时，取M_o为不超过M_o+1的最大整数；S为探测目标海域的面积；当m_o不为整数时，取m_o为不超过m_o+1的最大整数；

步骤5：生成UUV群组协同探测阵型，完成阵型生成任务；

对于外层高探测率警戒层，将M_O个单UUV群组以L为群组中相邻的两个UUV之间的距离依次排放在所需探测海域的边缘，生成外层高探测率警戒层阵型；对于内层高精度定位层，将所需探测海域面积S进行m_o等分，将每组单UUV群组排放在所分小范围海域的中心位置，生成内层高精度定位层阵型。