[发明专利]一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法

权利要求书

1.一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：包括如下步骤：

对进入复杂地形障碍环境的人员小队进行编队建模，使得小队成员之间的地面通信保持畅通；

对复杂地形障碍环境的卫星通信障碍物进行建模，计算出障碍物信号干扰项，保证小队成员至少有一个卫星通信手持终端的信号正常；

所述复杂地形障碍环境的卫星通信障碍物进行建模：在队形控制函数中，设定一个带障碍物信号干扰项的控制函数，设，则有：；

控制变量添加障碍物信号干扰项，如下式：

；

其中， 为障碍物干扰系数，所述干扰系数与障碍物高度有关，完全遮蔽队员时，取值为1，即，是队员相对于障碍物的角速度，障碍物信号干扰项为：。

2.根据权利要求1所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：所述人员小队的成员包括有若干个队员，队员的通信模块包括卫星通信手持终端和手持无线电对讲机。

3.根据权利要求1所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：所述人员小队编队建模的方法为：设一个有个队员组成的人员小队进入复杂地形障碍环境，并对人员小队的所有队员进行队形编号，设为其中表示人员小队中第m个队员， 为第个队员的位置，其中、表示第个队员的经纬度；

设表示为的一阶导数，表示第个队员的行进速度，则小队的每个队员均需要满足特征：，则通过表示小队相邻的两个队员i和j之间的位置向量差，而队员i和队员j之间的距离用范数表示，设队员i和队员j之间的最大通信距离为，同时为了保证整个小队成员的分布式队形，要求相邻两个队员的位置不能重叠，从而定义队员i和队员j之间的最小距离为，则队员i和队员j之间能够地面通信保持畅通的判断条件为：，则满足此条件的队员i和队员j之间距离定义为期望距离，记作。

4.根据权利要求3所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：相邻成员之间的距离控制函数设为，则有：

其中，相邻队员i和队员j之间的期望距离为，队员i和队员j之间的距离用范数表示，队员i和队员j之间的最大通信距离为，队员i和队员j之间的最小距离为。

5.根据权利要求4所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：当小队相邻的两个队员之间距离拉长，并逐渐接近时，的值就趋近于无穷大；当小队相邻的两个队员之间距离逐渐减少，并逐渐接近时，的值也趋近于无穷大；当小队相邻的两队员之间距离满足条件时，的值会收敛为一个正数；设整个小队的队形控制函数为，则有：

，其中为距离控制函数。

6.根据权利要求5所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：对人员小队的队形控制函数进行时间求导，表示为，设为每个小队成员的速度控制变量，则表示个成员的速度变量的转置矩阵，如下式：

其中， 对队形控制函数在单位时间求导， 表示微分符号， 表示偏导数，，并且；

个成员的速度控制变量矩阵为，则，的一阶导数为，可得：

队形控制函数可以计算小队的队形状态，当队形稳定时，；当队员i相邻的队员只有队员j时, 可以保证队员i和j之间的距离收敛至通信稳定的距离；当队员i相邻的队员超过两个时，即达到数量为，队形控制函数由个矢量来控制。

7.根据权利要求1所述的一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其特征是：在小队队形稳定的情况下，干扰项的大小由和符号函数共同决定，并对不同的小队成员的取值不同，即，保证每个队员的干扰项均不相同。