多平台反舰导弹协同突防任务规划方法研究

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反舰导弹因其速度快、杀伤大等优点扮演着当今海战甚至是未来海战的主要角色。然而,水面舰艇的防御体系逐步增强与完善,给单枚反舰导弹的突防带来了困难,因此对多平台多类型反舰导弹的协同突防任务规划技术提出了很大的需求。针对多平台反舰导弹协同任务规划技术的研究非常有必要。基于突防背景的多平台反舰导弹协同任务规划主要包括多平台反舰导弹目标分配和协同航迹规划问题。本文主要研究思路如下:首先,与一对一的导弹目标分配问题不同,多平台反舰导弹目标分配问题更加复杂,一个平台可分配至多个目标,目标可被多个平台不同类型导弹实现饱和攻击。多平台反舰导弹目标分配需考虑平台导弹与目标匹配、兵力覆盖度和可用反舰导弹数量等多个约束。基于对约束的分析,建立反舰导弹目标分配的整数规划数学模型;设计新的粒子编码方式和基于遗传操作的粒子更新策略,针对传统DPSO算法目标分配计算耗时长的问题,将禁忌搜索算法引入至DPSO算法,利用局部操作以提高目标分配算法的效率。然后,分析了反舰导弹协同突防航迹规划问题的自身特点,并与无人机航迹规划特点进行比较。针对反舰导弹突防面临的海面复杂威胁,建立了雷达探测系统威胁、武器威胁、岛屿及海面气象威胁构成的环境模型。为规划不同平台反舰导弹同时到达目标的多条协同航迹,建立了考虑空域、时域、威胁、通信等多约束的最优控制模型,设计基于hp自适应Radau伪谱法的求解框架。设计自适应调整网格策略和逐步增加约束的优化策略,提升了协同航迹规划算法的计算效率。最后,本文对基于DPSO-TS算法的多平台反舰导弹目标分配问题进行仿真研究,同时对基于hp自适应Radau伪谱法的协同突防航迹规划问题展开多个场景的的仿真研究。仿真结果表明,本文设计的方法能快速有效的解决多平台反舰导弹的协同突防任务规划问题。
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