[发明专利]一种基于有人/无人机协同作战系统的精确目标定位及打击方法

说明书

本发明提供一种基于有人/无人机协同作战系统的精确目标定位及打击方法。首先根据任务特点，确定有人/无人机协同作战系统的组成和作战流程，并将快速精确定位作为研究的核心问题；之后引出基于观测向量投影点的精确目标定位方法，根据投影点分布的不同，建立一套完整的优化模型；最后，利用优化工具实现最优解的快速搜索。本发明明确了系统内各飞机分工，在保证有人机安全的基础上，充分发挥了系统作战的优势，且目标函数可利用优化工具实现快速求解，能够满足精确定位的要求，为系统实现战场精确目标打击提供了依据。

技术领域

本发明属于有人/无人机协同技术领域，具体涉及一种基于有人/无人机协同作战系统的精确目标定位及打击方法。

背景技术

战场中，确保有人机内飞行员的安全是至关重要的，因此近些年无人机凭借着其效费比高、无人员伤亡的优势正逐步发展成为现代军事战争中重要的空基武器平台，但受制于当前信息技术发展水平，无人机的智能化、自主化水平仍然不高。因此，构建有人/无人机协同作战系统成为今后一个时期内比较现实可行的空中作战方式。

有人/无人机协同作战系统是指有人机与无人机系统为执行相同任务而建立的整体编队，通过平台互操作和资源共享控制，以达成共同的任务目标。其中，有人机完全自治，无人机受有人机指挥控制，属于半自治，整个系统是一个有限中央控制下的分布式系统。

在有人/无人机协同作战系统的构成中，情报侦察无人机与有人战斗机协同主要用于提高作战系统火力打击的准确性和实时性，在近些年受到了国内外学者的广泛关注，本发明所述系统也建立在二者协同的基础上。其中无人机负责目标定位，并将定位结果通过数据链返回给有人机，有人机总揽全局信息后实施打击。目前有人战斗机所携的打击武器主要是各种类型的导弹，按照制导方式分为寻的式制导、遥控式制导、惯性制导、地形匹配制导和复合制导等。

情报侦察无人机由于平台体积小，有效载荷轻，供电有限，较为适用于设备相对简单、体积小、重量轻的无源定位。由于无源定位一般不能获取辐射源的距离信息，所以传统的无源定位方法通常是用单个观测站对辐射源的角度进行测量，但是该方法的定位精度和适用范围均有限。近年来，利用多机进行无源定位的研究开始兴起，主要包括测向交叉定位、测时差定位、测向测时差定位等方法，但这些传统方法的定位精度都难以满足战场精确打击的需求。

发明内容

在确保有人机飞行安全的基础上，为实现战场精确目标打击，本发明以有人/无人机协同作战系统为研究对象，提出一种利用多无人机无源定位原理的精确目标定位方法，并通过与有人战斗机的信息共享，实现最终的精确打击。

具体地，本发明的技术方案是：

一种基于有人/无人机协同作战系统的精确目标定位及打击方法，包括以下步骤：

S1.确定有人/无人机协同作战系统的组成及其所携载荷，其中有人机用于全局指挥调度以及火力打击，无人机用于无源定位；

S2.利用所述系统内无人机具有不发射无线电信号、被动接收有人机制导的特点，确定系统内有人机与无人机抵近探测区的次序及机间距离；

S3.无人机在探测区组成圆形队形进行观测，并通过数据链将图像信息实时传送给有人机；

S4.有人机内操作员锁定目标点位置，计算各无人机的观测射线并统一到同一坐标系下，利用平行于地面的高度平面截取观测射线，获得投影点；

S5.根据投影点数量及几何分布，判断能否构成与投影点个数相等边数的多边形，并以此为分类依据构建不同的目标函数；

S6.求解目标点的高度值，并根据该高度值及投影点表达式，反解出目标点的三维坐标；

S7.有人机迅速逼近目标，当与目标距离达到火力打击射程内时，实施火力打击；

在步骤S5中，具体的分类依据和目标函数为：