一种用于航迹规划的有向网络图构造方法研究

【摘要】：在现代战争中，巡航导弹的使用越来越普遍，而且随着技术水平的提高，巡航导弹的使用形式也逐渐从单平台单发导弹作战向多平台多弹种多发导弹方向发展，因此，多任务协同规划作为航迹规划领域的一个新兴的研究领域越来越受到人们的重视。目前多任务协同规划技术的其中一个主要问题是规划时间难以满足实际需求，当前多任务协同规划一般均采用栅格图规划空间，对于巡航导弹的航迹规划而言，基于栅格图的航迹规划由于涉及寻找辅助匹配区和三维高度规划等问题，对单任务的规划很难在短时间内完成，协同规划的规划速度一般正比于单任务的规划速度，反比于任务数量。在多任务协同规划中，所需规划的任务数量往往很多，这就造成了现有基于栅格图规划空间的航迹规划方法法规划时间过长的问题，这是由栅格图的特性所决定的。 本文提出了一种将栅格图空间转化成图空间的方法，该方法主要用于解决存在辅助制导约束为特征的巡航导弹航迹规划问题。在该图规划空间上进行航迹规划，大大降低了单任务规划所需时间，单任务规划速度的提升，必然会提升多任务协同规划的速度。本文中提出了一种适用于巡航导弹航迹规划问题模型的图结构设计，并成功将三维高度规划的处理添加到图空间中；对规划环境中禁飞区或威胁区发生变动时，本文设计了一种动态区域调整方法，避免了因规划环境的改变而重新生成图；本文针对多任务协同规划的需求特点，在生成的网络图空间上实现了蚁群算法的规划方法。通过仿真实验，本文在理论设计上的各项方案，均得到了验证，规划算法的实验也表明使用图规划空间能够在很短时间内完成航迹规划。