[发明专利]一种多飞行器协同捕获空间划分方法和装置、电子设备

说明书

本发明公开了多飞行器协同捕获空间划分方法和装置、电子设备，属于航空航天技术领域，所述方法包括：建立多对一协同围捕相对运动模型；进行微分对策建模，得出优化目标；在所述微分对策建模下，基于所述运动模型求解飞行器的最优加权制导率与目标的最优加权制导率；定义捕获空间；基于所述运动模型、所述飞行器的最优加权制导率以及目标的最优加权制导率，划分飞行器捕获空间。通过本发明公开的多飞行器协同围捕方法，能够对多飞行器协同捕获空间进行划分。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种多飞行器协同捕获空间划分方法和装置、电子设备。

背景技术

近年来，随着作战样式和航空航天技术的发展，多飞行器协同围捕的理念受到极大的重视。飞行器的协同围捕是指多枚同种飞行器或不同类型飞行器在时间或空间上同时接近目标，实现群体围捕的效果。与单枚飞行器相比，多飞行器协同围捕能够提高制导精度和围捕成功率，达到更好的围捕效果。

目前关于多飞行器协同围捕的研究大都是围绕协同制导方法展开的。例如，发明CN108362174B公开了一种多个飞行器协同探测与协同制导一体化的围捕方法及系统，在围捕机动突防时具有明显的探测和制导优势。发明CN112782984A公开了一种多飞行器反围捕协同打击的制导方法，实现了多飞行器突防导弹群围捕的作战，使得多飞行器能够以最大的机动能力躲避围捕飞行器，并精准打击目标物体。

此外，也有相关文献公开多飞行器协同围捕的对策空间结构划分问题。针对二对一协同围捕场景，根据两枚飞行器P和Q终端脱靶量的符号和大小关系，提出了一种协同拦截空间的划分方法，通过理论分析，给出了P拦截空间、Q拦截空间和PQ拦截空间的约束条件。

现有的对多飞行器协同围捕问题的研究主要是围绕协同制导律的设计问题展开的，而已有对于多飞行器协同围捕对策空间结构划分问题的研究，也是在给定飞行器与目标机动过载条件下，重点讨论如何依据各飞行器与目标的终端脱靶量划分拦截空间。然而，拦截空间划分仅表明是由哪个或哪些飞行器对目标实现拦截的，并不能知晓最终对目标的捕获情况，因此对多飞行器协同围捕捕获空间的划分则显得更为重要。直接地，如果能够得到各飞行器单独捕获以及协同捕获目标的空间区域，那么就能更加凸显多飞行器协同围捕的优势。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种多飞行器协同捕获空间划分方法和装置、电子设备，能够对多飞行器协同捕获空间进行划分。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种多飞行器协同捕获空间划分方法，该方法包括：建立多对一协同围捕相对运动模型；进行微分对策建模，得出优化目标；在所述微分对策建模下，基于所述运动模型求解飞行器的最优加权制导率与目标的最优加权制导率；定义捕获空间；基于所述运动模型、所述飞行器的最优加权制导率以及目标的最优加权制导率，划分飞行器捕获空间。

其中，在所述微分对策建模下，基于所述运动模型求解最优加权制导率的步骤，包括：

构建线性性能函数，其中，所述线性性能函数可表征每个飞行器离目标的距离，目标离所有飞行器的最小距离；

基于所述运动模型，利用哈密尔顿函数法对所述线性性能函数进行处理，得到飞行器的最优加权制导率和目标的最优加权制导率。

其中，所述定义捕获空间的步骤，包括：

通过定义各飞行器的初始零控脱靶量的集合，以定义飞行器的捕获空间；

定义各飞行器的协同捕获空间；

定义正则区，其中，所述正则区不属于任何飞行器的捕获空间。

其中，在所述飞行器数量为两个的情况下，所述基于所述运动模型、所述飞行器的最优加权制导率以及目标的最优加权制导率，划分飞行器捕获区间的步骤，包括：