CN108507577A - 一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法 - Google Patents

一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，涉及飞机任务规划技术领域。该方法通过在网格对飞机杀伤概率值的确定中，考虑数据链性能对飞机电子干扰能力的影响，从而在进行任务规划过程中，得到最优的威胁代价值，进而得到最优的评估值，最终得到最优的任务规划结果，从而保证飞机能够在该最优的任务规划中，保持最优的战场生存力。

Description

一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法
技术领域
本发明涉及飞机任务规划技术领域，尤其涉及一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法。
背景技术
在飞机执行任务之前，为达到最优的作战结果及最高的飞机战场生存力，需要确定任务的归属及执行次序，即进行任务规划。任务规划主要指基于目标、地形、气象等环境信息，为飞机制定出满足飞行性能等约束条件并使任务效能最优的任务实施计划。
目前，通常采用《多UCAV协同任务控制中分布式任务分配与任务协调技术研究》中提出的基于“合同网”算法的任务规划方法，这种任务规划方法存在以下两方面的缺陷：一是未考虑飞机自身的主观能动性，飞机的主观能动性是指飞机在战场中可以通过主动实施电子干扰的方式来影响规划结果，而电子干扰属于飞机的敏感性范畴，所以，上述方法中未考虑飞机的敏感性对任务规划的影响；二是没有考虑到信息化作战条件下数据链对飞机的敏感性的影响，进而未考虑到数据链的性能对任务规划结果的影响。所以，上述方法未能充分依据飞机的性能进行最合理的任务规划。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，包括如下步骤：
S1，将战场进行网格化，确定战场中各雷达对飞机的探测概率，并根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率；
S2，判断飞机是否实施电子干扰，如果否，则跳至S3，否则，跳至S4；
S3，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk＝Pd
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，此时为1；
S4，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，其中，导弹对飞机的杀伤概率Pk按照如下公式进行确定：
式中，Ap为飞机的易损面积，Dmiss为导弹的脱靶距离；其中，Dmiss根据数据链的时延大小确定；
S5，根据S3或S4中得到的结果确定飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值；
S6，根据S5中得到的结果确定飞机对各任务的评估值，将评估值最大的任务规划给飞机。
优选地，S1中，所述确定战场中各雷达对飞机的探测概率，利用雷达特征参数：Pd0、Pfa0、σ0和R0，结合探测概率的计算公式、目标信噪比的计算公式以及虚警概率Pfa的计算公式进行确定；
其中，探测概率和虚警概率的计算公式分别为：
Pd＝1+t/(1+S/N)-Num
Pfa＝(1+t)-Num
式中，Pd为探测概率，Pfa为虚警概率，t为恒虚警处理器的门限因子，Num为恒虚警处理器数目，
S/N为目标信噪比；
其中，S/N的计算公式为：
式中，λ为天线波长，Pr为雷达的功率，Gr为雷达天线的增益，La为由大气衰减和极化损耗造成的外部功率损失，Ls为雷达接收器内部的功率损耗，σ为雷达观测到的飞机RCS，R为飞机与雷达的距离，除了σ和R变化外，其余参数都不变。
优选地，S1中，所述根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率，按照如下公式进行实施：
式中，Pac为多雷达系统对目标的探测概率，R(D)表示融合判断规则，即多雷达系统中的几个单雷达探测到目标时认为整个多雷达系统探测到目标，Pd (i)为第i个雷达的探测概率，S0表示未探测到目标的雷达集合，S1表示探测到目标的雷达集合。
优选地，S3或S4中，还包括步骤，得到网格对飞机的杀伤概率后，在战场中将得到的杀伤概率值以颜色进行区分，生成战场威胁概率图谱。
优选地，具体为：当0≤Pgrid＜1时，着白色；当0.1≤Pgrid＜0.25时，着蓝色；当0.25≤Pgrid＜0.5时，着绿色；当0.5≤Pgrid＜0.75时，着黄色；当0.75≤Pgrid≤1时，着红色。
优选地，S5中，所述航路代价值按照如下公式进行确定：
式中，RoadCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的航路代价值，为飞机Pi的横、纵坐标值，为任务Tj的横、纵坐标值；
S5中，所述威胁代价值按照如下公式进行确定：
式中，RiskCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的威胁代价值，n表示飞机Pi与任务Tj之间共经过的n个网格，Pgrid,k为各网格的杀伤概率值。
优选地，S6包括如下步骤：
S601，得到所有任务的航路代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的接受度：
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，max()指所有任务中最大的航路代价值，min()指所有任务中最小的航路代价值；
S602，得到所有任务的威胁代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的拒绝度：
式中，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，max()指所有任务中最大的威胁代价值，min()指所有任务中最小的威胁代价值；
S603，按照如下公式确定飞机对各任务的评估值：
Evaluation(Pi,Tj)＝Acce(Pi,Tj)-Rjec(Pi,Tj)
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，Evaluation(Pi,Tj)为任务Tj的评估值，将Evaluation(Pi,Tj)值最大的任务规划给飞机Pi。
本发明的有益效果是：本发明实施例提供的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，通过在网格对飞机杀伤概率值的确定中，考虑数据链性能对飞机电子干扰能力的影响，从而在进行任务规划过程中，得到最优的威胁代价值，进而得到最优的评估值，最终得到最优的任务规划结果，从而保证飞机能够在该最优的任务规划中，保持最优的战场生存力。
附图说明
图1是本发明提供的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法流程示意图；
图2是战场杀伤概率图谱示意图；
图3是数据链条件下有源欺骗式干扰与导弹脱靶距离示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，包括如下步骤：
S1，将战场进行网格化，确定战场中各雷达对飞机的探测概率，并根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率；
S2，判断飞机是否实施电子干扰，如果否，则跳至S3，否则，跳至S4；
S3，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk＝Pd
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，此时为1；
S4，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，其中，导弹对飞机的杀伤概率Pk按照如下公式进行确定：
式中，Ap为飞机的易损面积，Dmiss为导弹的脱靶距离；其中，Dmiss根据数据链的时延大小确定；
S5，根据S3或S4中得到的结果确定飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值；
S6，根据S5中得到的结果确定飞机对各任务的评估值，将评估值最大的任务规划给飞机。
在当今网络信息化战场中，数据链承担数据传输与分享的任务，对飞机敏感性有重要影响，进而影响到任务规划。
飞机执行任务过程中遭遇的战场威胁主要为雷达和导弹。雷达对飞机的探测概率主要取决于飞机的RCS，飞机的RCS越大，飞机被雷达探测到的概率也越大。同时，飞机与雷达的相对位置不同，对雷达而言，飞机的RCS也不同。因此，在不同角度，雷达对飞机的探测概率也是不同的。导弹在攻击飞机的过程中，遵循提前设定好的导引律进行飞行。同时，飞机可以通过电子干扰的方式来干扰导弹对飞机的跟踪，提高自己的生存能力。
飞机实施电子干扰的效果越好，生存能力越强。根据Robert E.Ball在《TheFundamentals of Aircraft Combat Survivability Analysis and Design》中指出的，飞机躲避人为敌对威胁的能力即为飞机敏感性，所以，飞机电子干扰属于飞机敏感性的范畴。
而在飞机任务规划过程中，飞机的敏感性具有重要影响，会决定最终的规划结果。所以，飞机电子干扰的效果会直接影响任务规划结果。
目前，针对雷达制导的导弹，飞机可采取有源欺骗式电子干扰。飞机接收到导弹的雷达脉冲后，会立即发回一个时间上稍有延迟而脉冲载频、脉冲宽度、脉冲重复频率均与导弹雷达脉冲回波完全相同的脉冲，而脉冲功率却更强。然后，逐渐增加时间延迟，这样就使雷达角度跟踪波门后移，破坏了导弹的正确跟踪。所以，有源欺骗式电子干扰对导弹实施干扰的时间越长，干扰越充分，干扰效果越好。因此，在飞机实施干扰时，需要尽量延长实施干扰的时长，从而提高其干扰效果。
在现代信息化战场中，一般可以通过多战机共享战场信息来提前发现导弹威胁，有效延长干扰时长，增益有源欺骗式电子干扰的效果。
但是，在多战机共享战场信息的过程中，数据链承担了数据传输的任务，数据链性能越好，其数据传输时延越短，飞机越能提前发现导弹威胁，其电子干扰措施也会越充分，所以，数据链的传输时延对飞机的敏感性具有重要影响，进而对于飞机任务规划结果具有重要影响。
基于上述分析，本发明实施例提供的方法，在进行飞机任务规划过程中，考虑了数据链的传输时延对飞机的敏感性的影响，从而得到的任务规划结果提高了飞机的生存能力。解决了现有技术中对信息化战场中任务规划考虑因素不完善造成的飞机生存能力弱的问题。
在本发明的一个优选实施例中，S1中，所述确定战场中各雷达对飞机的探测概率，利用雷达特征参数：Pd0、Pfa0、σ0和R0，结合探测概率的计算公式、目标信噪比的计算公式以及虚警概率Pfa的计算公式进行确定；
其中，探测概率和虚警概率的计算公式分别为：
Pd＝1+t/(1+S/N)-Num
Pfa＝(1+t)-Num
式中，Pd为探测概率，Pfa为虚警概率，t为恒虚警处理器的门限因子，Num为恒虚警处理器数目，
S/N为目标信噪比；
其中，S/N的计算公式为：
式中，λ为天线波长，Pr为雷达的功率，Gr为雷达天线的增益，La为由大气衰减和极化损耗造成的外部功率损失，Ls为雷达接收器内部的功率损耗，σ为雷达观测到的飞机RCS，R为飞机与雷达的距离，除了σ和R变化外，其余参数都不变。
具体实施过程可以为：
首先确定战场大小及网格大小，将战场进行网格化。以战场左上角为原点，X轴向右、Y轴向下为正方向。确定任务及各种威胁的坐标，置于网格化战场中。然后确定各个网格对飞机的探测概率。
在计算过程中，由于目标信噪比的公式中除了σ和R变化外，其余参数都不变，因此公式可以写作：
式中，Cs为雷达特征常数。
计算过程中，可以采用“雷达特征参数”(Pd0，Pfa0，σ0，R0)来描述雷达性能，具体含义为：当雷达保持虚警概率为Pfa0时，其对距离为R0、RCS为σ0的目标探测概率可以达到Pd0。因此计算雷达对目标的探测概率时，将Pd0、Pfa0代入探测概率公式及虚警概率公式中，得到(S/N)0，再将(S/N)0、σ0、R0代入目标信噪比公式中得到Cs。然后再根据具体的σ和R，通过以下公式：
计算得到具体的S/N，再根据探测概率公式计算得到具体的探测概率Pd。
在本发明的又一个优选实施例中，S1中，所述根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率，可以按照如下公式进行实施：
式中，Pac为多雷达系统对目标的探测概率，R(D)表示融合判断规则，即多雷达系统中的几个单雷达探测到目标时认为整个多雷达系统探测到目标，Pd (i)为第i个雷达的探测概率，S0表示未探测到目标的雷达集合，S1表示探测到目标的雷达集合。
在具体实施过程中，由于战场中可能存在多个雷达系统，所以在得到单个雷达对目标的探测概率后，还需要计算多雷达系统对目标的探测概率。
本发明实施例中，计算得到战场各网格对飞机的探测概率后，需要判断飞机是否实施电子干扰，如果飞机未实施电子干扰，则可以按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率：
Pgrid＝Pd·Pk＝Pd
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，当未实施电子干扰时，Pk为1；
如果飞机实施电子干扰，则可以按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率：
Pgrid＝Pd·Pk
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，其中，导弹对飞机的杀伤概率Pk可以按照如下公式进行确定：
式中，Ap为飞机的易损面积，Dmiss为导弹的脱靶距离；其中，Dmiss可以根据数据链的时延大小确定；
飞机实施有源欺骗式电子干扰对来袭导弹进行干扰时，每次导弹的雷达导引头确定飞机位置时，有源欺骗式干扰都会使雷达导引头的测量值偏差Δd，其公式为：
Δd＝Vdrag·t+0.5·adrag·t2
式中，Vdrag、adrag分别为干扰机对雷达导引头的拖引速度与拖引加速度。
由于干扰的存在，导弹会向错误的方向飞行，一段时间后，目标会在导弹的导引头视场内完全消失，则导弹丢失目标导致爆炸。此时导弹的脱靶平面与飞机质心的最小径向距离为导弹脱靶距离Dmiss。
在数据链存在的情况下，飞机可以从友方处提前得知导弹的存在，因此会对导弹进行提前干扰。在数据链传递信息的过程中，数据链时延越短，飞机越能更快地得知导弹的存在从而实施干扰，最终的导弹脱靶距离也越大。所以，导弹最终的脱靶距离可以根据飞机的干扰器参数、数据链的时延以及导弹的导引律进行计算。本发明中，通过计算得到飞机实施电子干扰或未实施电子干扰时，网格对飞机的杀伤概率后，可以根据该杀伤概率值确定飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值。
其中，航路代价值为飞机位置与任务之间的直线距离，表征了飞机飞到任务点所需的燃油消耗。威胁代价值为各种终端威胁(例如导弹)和各种非终端威胁(例如雷达)所带来的威胁。
航路代价值按照如下公式进行确定：
式中，RoadCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的航路代价值，为飞机Pi的横、纵坐标值，为任务Tj的横、纵坐标值；
威胁代价值按照如下公式进行确定：
式中，RiskCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的威胁代价值，n表示飞机Pi与任务Tj之间共经过的n个网格，Pgrid,k为各网格的杀伤概率值。
在本发明的一个优选实施例中，在得到网格对飞机的杀伤概率后，可以先绘制战场威胁概率图谱，再根据战场威胁概率图谱确定飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值。
可以按照如下方法生成战场威胁概率图谱：
得到网格对飞机的杀伤概率后，在战场中将得到的杀伤概率值以颜色进行区分，具体的：当0≤Pgrid＜1时，着白色；当0.1≤Pgrid＜0.25时，着蓝色；当0.25≤Pgrid＜0.5时，着绿色；当0.5≤Pgrid＜0.75时，着黄色；当0.75≤Pgrid≤1时，着红色，生成战场威胁概率图谱，如图2所示。
本发明中，得到飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值后，再确定飞机对各任务的评估值，将评估值最大的任务规划给飞机。
具体的实施过程可以为：
S601，得到所有任务的航路代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的接受度：
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，max()指所有任务中最大的航路代价值，min()指所有任务中最小的航路代价值；
S602，得到所有任务的威胁代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的拒绝度：
式中，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，max()指所有任务中最大的威胁代价值，min()指所有任务中最小的威胁代价值；
S603，按照如下公式确定飞机对各任务的评估值：
Evaluation(Pi,Tj)＝Acce(Pi,Tj)-Rjec(Pi,Tj)
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，Evaluation(Pi,Tj)为任务Tj的评估值，将Evaluation(Pi,Tj)值最大的任务规划给飞机Pi。
采用上述方法，可以完成所有任务的规划。
具体实施例
本实施例首先根据飞机的RCS、飞机与威胁的相对位置计算网格对飞机的探测概率并绘制战场杀伤概率图谱；然后确定数据链条件下飞机实施有源欺骗式干扰导致的导弹脱靶距离，并重绘战场杀伤概率图谱；最后根据“Acceptability-Rejectability”算法确定各任务的评估值进行任务规划。具体步骤为：
步骤1，绘制战场威胁概率图谱：假设战场大小为1000km*1000km，网格大小为10km*10km。初始战场布置有6部雷达，且每部雷达系统均配备有雷达制导式防空导弹，8个任务，2架飞机，雷达的坐标分别为(300,600)、(700,600)、(500,400)、(800,200)、(350,760)。飞机经过隐身设计，其RCS数值在各方向均不同。
确定飞机的RCS。假设飞机的坐标为(150,400)，飞行高度为10000m，第1部雷达的坐标为(300,600)，位于地面，高度为0，则飞机相对于雷达的方位角为：
飞机相对于雷达的俯仰角为：
从下表中查询RCS的实验测量数据：
表中查得最接近(126°,2.5°)的数据为：
(125°,0°)＝1.00(125°,30°)＝1.20(130°,0°)＝12(130°,30°)＝14.4
利用插值法求解(126°,2.5°)的RCS大小：
则σ＝9.79m2。计算飞机与雷达的相对距离：
假设“雷达特征参数”(Pd0，Pfa0，σ0，R0)为(0.5，10-6，10m2，200km)，且恒虚警处理器数目Num＝24，代入虚警概率公式可解得t为：
代入探测概率公式可解得(S/N)0为：
将(S/N)0、σ0、R0代入下式：
可解得Cs为：
将σ＝9.79m2、R＝250.2km、Cs代入下式：
得：
将SN代入探测概率公式求得此实施例中雷达对飞机的探测概率为：
Pd＝1+0.78/(1+3.49)-24＝0.021
重复以上步骤可求得另外5部雷达对飞机的探测概率分别为5.40×10-6、0.028、0.713、4.46×10-6、1.27×10-6。假设整个雷达系统采用的融合准则为：当1个雷达探测到目标就认为整个多雷达系统探测到目标时，则：
将六个雷达探测概率代入上式，可得联合探测概率为：
pac≈0.722
如果飞机并未实施电子对抗，故认为此网格对飞机的杀伤概率为Pk＝1，因此此网格对飞机的最终杀伤概率为：
Pgrid＝Pd·Pk＝Pac·1＝0.722
根据着色规定，应将坐标为(150,400)的网格绘制为黄色。重复此步骤，得到初始的战场威胁概率图谱。
步骤2，确定电子干扰下的导弹脱靶距离：在本实施例中，当雷达制导式导弹攻击飞机时，飞机可实施有源欺骗式电子干扰对来袭导弹进行干扰。并考虑数据链性能对有源欺骗式电子干扰的影响以及最终导弹脱靶距离的影响。在确定脱靶距离时：
假设实施电子干扰的干扰机其拖引速度与拖引加速度分别为0.01rad/s和0.01rad/s2，拖引时间为1s，则每个仿真步长可使雷达导引头的测量值偏差为：
Δd＝0.01·1+0.5·0.01·12＝0.015rad
之后导弹在此偏差值的基础上会逐渐增加对飞机的跟踪误差，并最终跟丢飞机，形成脱靶距离。
假设当没有数据链存在的情形下，飞机最早可在距离导弹10000m的距离上实施有源欺骗式电子干扰；而有数据链存在的情形下，友方最早可在飞机导弹相距15000m时发现导弹，并通过数据链将导弹速度、方位等相关信息传送至飞机，但在传送的过程中会受到数据链时延的影响，即由于数据链时延的存在，飞机在得到导弹信息时，飞机与导弹的距离已拉近。假设飞机导弹相对速度为3Ma，当数据链时延分别为0s，0.5s，1s，2s时，飞机最早实施有源欺骗式电子干扰时与导弹的距离分别为：
DPM(0)＝15000m-0×3×340m/s＝15000m
DPM(0.5)＝15000m-0.5×3×340m/s≈14500m
DPM(1)＝15000m-1×3×340m/s≈14000m
DPM(2)＝15000m-2×3×340m/s≈13000m
DPM(NO)＝10000m
式中，DPM(0)、DPM(0.5)、DPM(1)、DPM(2)分别表示数据链时延为0s，0.5s，1s，2s时，飞机最早实施有源欺骗式电子干扰时与导弹的距离，DPM(NO)表示没有数据链存在时，飞机最早实施有源欺骗式电子干扰时与导弹的距离。
当飞机最早实施有源欺骗式电子干扰时与导弹的距离确定后，设定飞机与导弹在同一水平高度相对飞行，导弹按照比例导引律进行制导飞行；在0到15000m的距离上每隔500m计算一次在此距离上的导弹脱靶距离。计算结果可参见图3所示。
步骤3，对任务进行规划：根据数据链的时延重新计算网格对飞机的杀伤概率，更新战场杀伤概率图谱。计算飞机在当前位置执行各任务的航路代价值和威胁代价值，利用“Acceptability-Rejectability”算法计算各任务的评估值，再将评估值最大的任务规划给相应的飞机。
假设战场中有2架飞机执行8个任务。2架飞机的初始坐标分别为(400,50)、(650,50)。8个任务坐标分别为(250,250)、(100,600)、(250,850)、(450,650)、(700,850)、(830,700)、(950,500)、(700,300)。以规划任务1为例说明具体的规划过程。
假设此时飞机未实施电子对抗，无需考虑数据链的影响。此时飞机1的坐标为(400,50)，任务1的坐标为(250,250)，飞机1与任务1之间的航路距离为：
以同样方法求得飞机1与其他各任务之间的航路距离分别为：626.498，813.941，602.08，854.4，779.359，710.634，390.512。根据航路代价值的归一化处理公式得到归一化后的飞机1对任务1的接受度为：
根据步骤1所述方法，飞机1与任务1之间的位置连线所经过的各网格的杀伤概率值的算术平均数为0.5021125，且飞机1与其他各任务之间的杀伤概率值分别为：0.6499555，0.6746552，0.927973，0.548192，0.4828047，0.5317965，0.774552。根据威胁代价值的归一化处理公式得到归一化后的飞机1对任务1的拒绝度为：
因此利用“Acceptability-Rejectability”算法得到飞机1对任务1的评估值为：
Evaluation(P1,T1)＝Acce(P1,T1)-Rjec(P1,T1)＝1-0.04337＝0.95663
重复以上步骤得到飞机1对其他各任务的评估值分别为：-0.001592，-0.3640187，-0.582527，-0.14688，0.124159，0.127817，0.112158。其中飞机1对任务1的评估值最大，因此将任务1规划给飞机1。最终的规划结果为飞机1的任务序列为：任务1，任务2，任务3；飞机2的任务序列为：任务8，任务7，任务6，任务5，任务4。
假设此时飞机1对任务4左下方的雷达导弹威胁实施了有源欺骗式电子干扰，且此时用于传输数据的数据链的时延为2s。根据步骤2得到的电子干扰条件下导弹的脱靶距离数据，利用导弹对飞机的杀伤概率公式计算导弹对飞机的杀伤概率，再利用网格对飞机的杀伤概率公式重新计算每个网格对飞机的最终杀伤概率。然后更新战场杀伤概率图谱。
此时飞机1位于任务3的位置，坐标为(250,850)；飞机2位于任务5的位置，坐标为(700,850)；飞机1与任务4的之间的航路距离为：
其他任务均为已规划好任务，故其航路距离值已确定，故其他航路距离分别为：250，380.789，291.548，198.494，233.238，320.156，254.951。根据航路代价值归一化处理公式得到归一化后的飞机1对任务4的接受度为：
由于在数据链时延为2s的情形下，战场杀伤概率图谱已更新，故飞机1与任务4之间航路的杀伤概率值变更为0.366997，且已规划的其他各任务的航路杀伤概率值分别为：0.580465，0.896169，0.612472，0.359633，0.703829，0.879944。根据公式(13)得到归一化后的飞机1对任务4的拒绝度为：
利用“Acceptability-Rejectability”算法得到飞机1对任务4的评估值为：
Evaluation(P1,T1)＝Acce(P1,T1)-Rjec(P1,T1)＝0.537293-0.070651＝0.466642
重复以上步骤得到飞机2对任务4的评估值为-0.055556。此时将任务4规划给飞机1。由此可见，当没有数据链存在的情形下，由于导弹的存在，任务4被规划给航路上没有导弹威胁的飞机2来执行；但当有数据链存在的情形下，飞机1对导弹实施有源欺骗式电子干扰后，导弹对飞机1不再构成威胁，因此任务4被规划给飞机1。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，通过在网格对飞机杀伤概率值的确定中，考虑数据链性能对飞机电子干扰能力的影响，从而在进行任务规划过程中，得到最优的威胁代价值，进而得到最优的评估值，最终得到最优的任务规划结果，从而保证飞机能够在该最优的任务规划中，保持最优的战场生存力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将战场进行网格化，确定战场中各雷达对飞机的探测概率，并根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率；
S2，判断飞机是否实施电子干扰，如果否，则跳至S3，否则，跳至S4；
S3，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk＝Pd
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，此时为1；
S4，按照如下公式确定网格对飞机的杀伤概率，之后跳至S5：
Pgrid＝Pd·Pk
式中，Pgrid为网格对飞机的杀伤概率，Pd为雷达对飞机的探测概率，Pk为导弹对飞机的杀伤概率，其中，导弹对飞机的杀伤概率Pk按照如下公式进行确定：
式中，Ap为飞机的易损面积，Dmiss为导弹的脱靶距离；其中，Dmiss根据数据链的时延大小确定；
S5，根据S3或S4中得到的结果确定飞机对各任务的航路代价值和威胁代价值；
S6，根据S5中得到的结果确定飞机对各任务的评估值，将评估值最大的任务规划给飞机。
2.根据权利要求1所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，S1中，所述确定战场中各雷达对飞机的探测概率，利用雷达特征参数：Pd0、Pfa0、σ0和R0，结合探测概率的计算公式、目标信噪比的计算公式以及虚警概率Pfa的计算公式进行确定；
其中，探测概率和虚警概率的计算公式分别为：
Pd＝1+t/(1+S/N)-Num
Pfa＝(1+t)-Num
式中，Pd为探测概率，Pfa为虚警概率，t为恒虚警处理器的门限因子，Num为恒虚警处理器数目，
S/N为目标信噪比；
其中，S/N的计算公式为：
式中，λ为天线波长，Pr为雷达的功率，Gr为雷达天线的增益，La为由大气衰减和极化损耗造成的外部功率损失，Ls为雷达接收器内部的功率损耗，σ为雷达观测到的飞机RCS，R为飞机与雷达的距离，除了σ和R变化外，其余参数都不变。
3.根据权利要求2所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，S1中，所述根据多雷达系统的融合准则，确定战场各网格对飞机的探测概率，按照如下公式进行实施：
式中，Pac为多雷达系统对目标的探测概率，R(D)表示融合判断规则，即多雷达系统中的几个单雷达探测到目标时认为整个多雷达系统探测到目标，Pd (i)为第i个雷达的探测概率，S0表示未探测到目标的雷达集合，S1表示探测到目标的雷达集合。
4.根据权利要求1所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，S3或S4中，还包括步骤，得到网格对飞机的杀伤概率后，在战场中将得到的杀伤概率值以颜色进行区分，生成战场威胁概率图谱。
5.根据权利要求4所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，具体为：当0≤Pgrid＜1时，着白色；当0.1≤Pgrid＜0.25时，着蓝色；当0.25≤Pgrid＜0.5时，着绿色；当0.5≤Pgrid＜0.75时，着黄色；当0.75≤Pgrid≤1时，着红色。
6.根据权利要求1所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，S5中，所述航路代价值按照如下公式进行确定：
式中，RoadCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的航路代价值，为飞机Pi的横、纵坐标值，为任务Tj的横、纵坐标值；
S5中，所述威胁代价值按照如下公式进行确定：
式中，RiskCost(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的威胁代价值，n表示飞机Pi与任务Tj之间共经过的n个网格，Pgrid,k为各网格的杀伤概率值。
7.根据权利要求1所述的基于数据链和飞机敏感性的任务规划方法，其特征在于，S6包括如下步骤：
S601，得到所有任务的航路代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的接受度：
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，max()指所有任务中最大的航路代价值，min()指所有任务中最小的航路代价值；
S602，得到所有任务的威胁代价值后，根据下式进行归一化处理，得到飞机对各任务的拒绝度：
式中，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，max()指所有任务中最大的威胁代价值，min()指所有任务中最小的威胁代价值；
S603，按照如下公式确定飞机对各任务的评估值：
Evaluation(Pi,Tj)＝Acce(Pi,Tj)-Rjec(Pi,Tj)
式中，Acce(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的接受度，Rjec(Pi,Tj)为飞机Pi对任务Tj的拒绝度，Evaluation(Pi,Tj)为任务Tj的评估值，将Evaluation(Pi,Tj)值最大的任务规划给飞机Pi。
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