基于分段贝塞尔曲线的多导弹协同航迹规划

王晓芳, 柴 劲, 周 健

(1. 北京理工大学宇航学院, 北京 100081; 2. 中国兵器工业第二〇三研究所, 陕西 西安 710000)

0 引 言

目前,战争在向信息化、智能化方向发展,未来的战争必然是系统与系统、体系与体系的对抗,此时,单枚导弹的作用将显得非常有限,多枚导弹协同作战将成为未来战争的必然趋势[1-3]。如果多枚导弹在保证自己生存能力的前提下,能够从不同方向同时对目标进行攻击,则能大大提高导弹的末段突防和攻击能力。

航迹规划是实现多弹突防和协同攻击的核心技术[4-5]。从目前已公开的文献看,对单个飞行器的航迹规划算法的研究较多,采用的方法主要有A*算法[6-8]、改进混合整数线性规划法[9]等经典算法和遗传算法[10-12]、蚁群算法[13]、萤火虫算法[14]等现代智能优化算法。相对于单飞行器航迹规划技术,多飞行器的航迹规划则需要考虑协同飞行时间、飞行器间避免碰撞等更多的问题。文献[15]基于分层结构法设计了航迹规划层与协同任务层,基于Voronoi图和Djikstra 搜索算法生成了满足无人机运动学约束且使无人机暴露在敌方雷达探测范围内时间最短的协同航迹,实现了多无人机的协同集结。文献[16]中假设无人机间存在模糊虚拟斥力并据此设计算法生成了能够同时避免与障碍和其他无人机碰撞的航迹,然后通过各无人机调整速度又实现了同时到达目标的目的。文献[17]基于改进的遗传算法,为从同一平台发射的多枚导弹生成了满足运动学约束、导弹飞行安全约束以及最小发射间隔时间约束的协同航迹。……