CN109668484B - 一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统，通过构建靶机和攻击机之间的信息通路，引入攻击机火控、武器系统数据及飞行相关数据，将对抗全局态势解算为实际威胁信息，根据具体威胁生成靶机应对性机动的飞行方案；包括：战术态势生成单元对输入数据进行汇总处理，生成战术态势信息；战术态势分析单元对战术态势信息进行分析，并依此解算出规避机动最优方案；机动飞行方案数据转换单元将规避机动最优方案转换为靶机机动飞行方案，通过靶机地面站发送给靶机。本发明在未对靶机和攻击机实施加改装的条件下，搭建了靶机与攻击机互动的桥梁，使靶机能够灵活应变、适时机动，为空空武器攻击训练提供更为逼真的实战化目标。

Description

一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统

技术领域

本发明涉及靶机技术领域，具体涉及一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统。

背景技术

靶机是一种用于模拟空中运动目标的军用飞行器，在对空武器的研制、检验及部队作战训练等方面具有不可替代的作用。现有的靶机多是利用遥控或预先设置的飞行路径与模式，为各类地面和空中武器系统平台提供实弹攻击的空中模拟目标。

而用于实弹攻击训练的靶机，应能够在复杂电磁环境下逼真模拟被攻击目标的空中动态特性，尤其模拟敌方空中目标在接收到威胁告警系统的告警威胁信息时，根据威胁等级、性质、方位、距离等信息，进行规避机动的飞行动态，这对于实战化训练有着非常重要的意义。例如，在实战中，目标机在遭受攻击机雷达照射、搜索、跟踪和精确制导武器攻击时，其机载威胁告警系统会给出不同的告警提示信息，目标机飞行员依此做出相应的机动动作以形成有利战术态势和规避敌方攻击，尽力做到让攻击机“看到而跟不到、跟到而打不到”。而靶机要能够逼真模拟这样的动态，通常的思路是为靶机加装各类威胁告警传感器和自主式规避机动决策系统，但作为一种一次性使用的“训练耗材”，这样势必大幅增加靶机的成本和训练的耗费；同时，受限于当前各类实弹攻击训练用靶机自身设计和结构限制，并没有为加改装这些设备和系统预留足够的空间和条件，技术实现和实际应用的难度巨大。

要解决这样的问题，急需一种以现有技术为基础，在不对当前训练用靶机进行设备和系统加改装的条件下，实现靶机能够根据实际对抗态势和具体威胁属性，适时应变进行相应机动飞行的独立外链式控制方法及系统。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统。

本发明公开了一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，通过构建攻击机和靶机之间的信息通路，引入所述攻击机火控、武器系统数据及飞行相关数据，结合所述靶机自身的飞行数据，将对抗全局态势解算为实际威胁信息，根据具体威胁生成所述靶机应对性机动的飞行方案，使所述靶机能够灵活应变、适时进行针对性机动，为空空武器攻击训练提供更为逼真的实战化目标。

作为本发明的进一步改进，包括：

汇总处理所述攻击机飞行及火控相关信息、所述靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息，生成战术态势信息；

对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案；

将所述规避机动最优方案转换为适合具体靶机的机动飞行方案，并发送给所述靶机。

作为本发明的进一步改进，所述机动飞行方案是一种针对具体靶机的控制指令的持续集合，所述机动飞行方案通过靶机地面上行数据链路发送给所述靶机。

作为本发明的进一步改进，所述对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案，包括：

接收所述战术态势信息，依据相应算法对所述战术态势信息进行解算，并判定是否具有威胁；

接收具有威胁的战术态势信息，并解算威胁信息诸元；

调用战术应对策略，结合所述威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案。

作为本发明的进一步改进，若判定所述战术态势信息不具备威胁，则继续判定。

本发明还公开了一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，包括：

战术态势生成单元，所述战术态势生成单元与攻击机和靶机的下行数据链路相连；用于汇总处理所述攻击机飞行及火控相关信息、所述靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息，生成战术态势信息；

战术态势分析单元，所述战术态势分析单元与所述战术态势生成单元相连；用于对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案；

机动飞行方案数据转换单元，所述机动飞行方案数据转换单元与所述战术态势分析单元和靶机上行数据链路相连；用于将所述规避机动最优方案转换为适合具体靶机的机动飞行方案，并通过所述靶机上行数据链路发送给所述靶机。

作为本发明的进一步改进，所述机动飞行方案是一种针对具体靶机的控制指令的持续集合。

作为本发明的进一步改进，所述战术态势分析单元包括：

战术态势解算模块，所述战术态势解算模块与所述战术态势生成单元相连；用于接收所述战术态势信息，依据相应算法对所述战术态势信息进行解算，并判定是否具有威胁；

威胁信息诸元解算模块，所述威胁信息诸元解算模块与所述战术态势解算模块相连；用于接收具有威胁的战术态势信息，并解算威胁信息诸元；

机动方案解算模块，所述机动方案解算模块与所述威胁信息诸元解算模块、战术应对策略动作库和机动飞行方案数据转换单元相连；用于调用所述战术应对策略动作库中的战术应对策略，结合威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案，并将所述规避机动最优方案发送至所述机动飞行方案数据转换单元；

所述战术应对策略动作库，用于通过持续预置或自主学习不断扩充的战术应对策略动作方案的集合，供所述机动方案解算模块调用。

作为本发明的进一步改进，所述战术应对策略动作库采用模块化设计，可扩容和编辑。

作为本发明的进一步改进，所述规避机动最优方案具备通用性，并不针对具体靶机，所述机动飞行方案数据转换单元采用模块化设计，一种机动飞行方案数据转换单元对应一种型号的靶机，更换不同的机动飞行方案数据转换单元即可使该系统适应不同的靶机。

作为本发明的进一步改进，当靶机携带电子干扰或其他反制设备时，本系统亦可基于战术态势和威胁判断的分析，生成相关干扰反制控制指令，并输出上传至靶机。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明在兼顾经济安全和可靠高效的情况下，建立了攻击机到靶机的信息通路，在未对靶机和攻击机实施加改装、以及未调整原有指挥控制和管理机制的条件下，解决了靶机在特定威胁条件下的互动式机动飞行问题，使其能够根据战场态势和威胁环境的具体变化，快速灵活实施针对性战术机动，为精确制导空空武器攻击训练提供更为逼真的目标，实战化训练效益提升显著；

2、本发明的系统依据模块化设计，有很强的扩展性和可移植性，更换不同的机动飞行方案数据转换单元即可适应不同的靶机。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法的流程图；

图2为本发明一种实施例公开的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统的框架图；

图3为图2中战术态势分析单元的框架图。

图中：

10、战术态势生成单元；20、战术态势分析单元；21、战术态势解算模块；22、威胁信息诸元解算模块；23、机动方案解算模块；24、战术应对策略动作库；30、机动飞行方案数据转换单元；40、攻击机；50、靶机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着数传技术的发展，目前飞机已经很容易地将本身的飞行信息及雷达火控信息以ACMI和数据链等的形式传输到地面，通过地面数据处理和融合，可以全面掌握相关战术态势。因此，通过地面第三方的数据处理来给靶机增加一个外置的“战术态势分析及决策单元”，并依此生成靶机机动方案就成为可能。

基于上述问题，本发明提供一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法及系统，其建立了攻击机到靶机的信息通路，在未对靶机和攻击机实施加改装、以及未调整原有指挥控制和管理机制的条件下，通过信息通路解决了靶机在特定威胁条件下的互动式机动飞行问题，使其能够根据战场态势和威胁环境的具体变化，快速灵活实施针对性战术机动。

即，本发明对输入的攻击机飞行及火控相关信息、靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息等信号进行处理，生成战术态势信息，并对战术态势进行威胁判定，生成在这种威胁条件下能采取的规避机动最优方案，并将该方案通过机动飞行方案数据转换单元转换为适用于具体靶机的飞行机动方案，传送给靶机地面站，使靶机能够快速灵活实施针对性战术机动，为精确制导空空武器攻击训练提供更为逼真的实战化目标。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，包括：

S1、汇总处理攻击机飞行及火控相关信息、靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息，生成战术态势信息；

S2、对战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案；

具体的：

S21、接收战术态势信息，依据相应算法对战术态势信息进行解算，并判定是否具有威胁；若判定战术态势信息具备威胁，则跳至S22；若判定战术态势信息不具备威胁，则继续判定；

S22、接收具有威胁的战术态势信息，并解算威胁信息诸元；

S23、调用战术应对策略，结合威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案。

S3、将规避机动最优方案转换为适合具体靶机的机动飞行方案，并发送给靶机；

其中：

机动飞行方案是一种针对具体靶机的控制指令的持续集合，机动飞行方案通过靶机地面上行数据链路发送给靶机。

如图2所示，本发明提供一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，包括：战术态势生成单元10、战术态势分析单元20和机动飞行方案数据转换单元30；其中：

本发明的战术态势生成单元10与攻击机40和靶机50的下行数据链路相连，即攻击机40上搭载有ACMI吊舱，ACMI吊舱与ACMI地面站进行数据传输，靶机50与靶机地面站进行数据传输，上述结构为现有攻击机40和靶机的常规数据传输链路结构；本发明的战术态势生成单元10分别与攻击机40的ACMI地面站和靶机50的靶机地面站相连，用于接收攻击机40的飞行数据、武器火控数据以及靶机50的飞行数据，也可接收攻击机40的其他相关数据，该数据通过传感器检测，如雷达光测等其他设备；并将接收的数据进行汇总处理，生成战术态势信息，传送给战术态势分析单元20。

本发明的战术态势分析单元20依据模块化设计，可适应不同信息处理方式。下面就某一种具体实施方式：自动解算式战术态势分析单元(战术态势分析单元20的一种)进行描述，需要指出的是该算法或流程并不唯一，该实例仅为其中一种：

如图3所示，本发明的自动解算式战术态势分析单元包括战术态势解算模块21、威胁信息诸元解算模块22、机动方案解算模块23和战术应对策略动作库24：其中：

战术态势解算模块21与战术态势生成单元10相连，用于接收战术态势信息，并依据相应算法对战术态势进行解算和判定，判断其是否具有威胁，若具有威胁，则将战术态势信息发送至威胁信息诸元解算模块，若无威胁，则继续判断；

威胁信息诸元解算模块22与战术态势解算模块21相连，用于生成威胁信息诸元；

战术应对策略动作库24与机动方案解算模块23，预置了相关目标机的战术应对策略动作方案，供机动方案解算模块调用，该动作库采用模块化设计，可扩容和编辑；

机动方案解算模块23分别与威胁信息诸元解算模块22、战术应对策略动作库24和机动飞行方案数据转换单元30相连，机动方案解算模块23调用战术应对策略动作库中的机动战术应对策略动作方案，结合当前威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案，并将规避机动最优方案发送至机动飞行方案数据转换单元30中。

本发明的战术态势分析单元20依据模块化设计，可随算法的更新替换升级。如可以利用训练好的深度神经网络对战术态势进行实时分析，解算当前规避机动最优方案。

本发明的机动飞行方案数据转换单元30分别与战术态势分析单元10和靶机50相连，本发明的机动飞行方案数据转换单元30是一套信号转换设备，将规避机动最优方案转换为靶机机动飞行方案，通过靶机地面站发送给靶机50。其中：

本发明的机动飞行方案数据转换单元采用模块化设计，只需针对不同靶机的飞控参数配置不同的机动飞行方案数据转换单元，将规避机动最优方案转化为该靶机的机动飞行方案，即可适应不同靶机。

本发明的规避机动最优方案是一套靶机飞行实施方案的数据集合，该方案采用某种标准化的通用格式设计，以便于移植和扩展；规避机动最优方案需要通过不同靶机型号的机动飞行方案数据转换单元将之转换为相应靶机的机动飞行方案，通过靶机地面站以飞控指令的形式发送给靶机，从而控制靶机进行机动飞行。

本发明的靶机机动飞行方案是指适合某种靶机的飞控指令的持续集合，可以直接传输至靶机地面站，控制靶机飞行。

进一步，当存在多架靶机时，本发明的互动式控制系统通过相关算法及战术态势判定和威胁信息解算，可以输出多套规避机动最优方案，通过相对应的机动飞行方案数据转换单元将之转换为不同靶机的机动飞行方案，从而可以控制多架靶机，在经济安全性方面优势明显。

进一步，当靶机携带电子干扰或其他反制设备时，本系统亦可基于战术态势和威胁判断的分析，生成相关干扰反制控制指令，并输出上传至靶机。

进一步，本发明的一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统独立于攻击机和靶机之外，建立靶机和攻击机的信息通路。对于靶机这种消耗性使用装备，该系统对于同型号的靶机可重复使用，大大提高其经济性安全性。并且，该系统可位于但不限于地面，包括舰船和飞机等，都可以装载该系统，具有很强的通用性和可移植性。

本发明的优点为：

1、本发明在兼顾经济安全和可靠高效的情况下，建立了攻击机到靶机的信息通路，在未对靶机和攻击机实施加改装、以及未调整原有指挥控制和管理机制的条件下，解决了靶机在特定威胁条件下的互动式机动飞行问题，使其能够根据战场态势和威胁环境的具体变化，快速灵活实施针对性战术机动，为精确制导空空武器攻击训练提供更为逼真的目标，实战化训练效益提升显著；

2、本发明的系统依据模块化设计，有很强的扩展性和可移植性，加装不同的机动飞行方案数据转换单元即可适应不同的靶机；当存在多架靶机时，本发明的互动式控制系统通过对多架靶机的战术态势分析，可以输出多套规避机动最优方案，通过相对应的机动飞行方案数据转换单元将之转换为不同靶机的机动飞行方案，从而可以控制多架靶机；该系统可位于但不限于地面，包括舰船和飞机等，都可以装载该系统。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，其特征在于，包括：

战术态势生成单元，所述战术态势生成单元与攻击机和靶机的下行数据链路相连；用于汇总处理所述攻击机飞行及火控相关信息、所述靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息，生成战术态势信息；

战术态势分析单元，所述战术态势分析单元与所述战术态势生成单元相连；用于对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案；

机动飞行方案数据转换单元，所述机动飞行方案数据转换单元与所述战术态势分析单元和靶机上行数据链路相连；用于将所述规避机动最优方案转换为适合具体靶机的机动飞行方案，并通过所述靶机上行数据链路发送给所述靶机。

2.如权利要求1所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，其特征在于，所述机动飞行方案是一种针对具体靶机的控制指令的持续集合。

3.如权利要求1所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，其特征在于，所述战术态势分析单元包括：

战术态势解算模块，所述战术态势解算模块与所述战术态势生成单元相连；用于接收所述战术态势信息，依据相应算法对所述战术态势信息进行解算，并判定是否具有威胁；

威胁信息诸元解算模块，所述威胁信息诸元解算模块与所述战术态势解算模块相连；用于接收具有威胁的战术态势信息，并解算威胁信息诸元；

机动方案解算模块，所述机动方案解算模块与所述威胁信息诸元解算模块、战术应对策略动作库和机动飞行方案数据转换单元相连；用于调用所述战术应对策略动作库中的战术应对策略，结合威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案，并将所述规避机动最优方案发送至所述机动飞行方案数据转换单元；

所述战术应对策略动作库，用于通过持续预置或自主学习不断扩充的战术应对策略动作方案的集合，供所述机动方案解算模块调用。

4.如权利要求3所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，其特征在于，所述战术应对策略动作库采用模块化设计，可扩容和编辑。

5.如权利要求1所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统，其特征在于，所述规避机动最优方案具备通用性，并不针对具体靶机，所述机动飞行方案数据转换单元采用模块化设计，一种机动飞行方案数据转换单元对应一种型号的靶机，更换不同的机动飞行方案数据转换单元即可使该系统适应不同的靶机。

6.一种基于如权利要求1~5中任一项所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制系统的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，其特征在于：

通过构建攻击机和靶机之间的信息通路，引入所述攻击机火控、武器系统数据及飞行相关数据，结合所述靶机自身的飞行数据，将对抗全局态势解算为实际威胁信息，根据具体威胁生成所述靶机应对性机动的飞行方案。

7.如权利要求6所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，其特征在于，包括：

汇总处理所述攻击机飞行及火控相关信息、所述靶机飞行信息和其他各类传感器获取的相关信息，生成战术态势信息；

对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案；

将所述规避机动最优方案转换为适合具体靶机的机动飞行方案，并发送给所述靶机。

8.如权利要求7所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，其特征在于，所述机动飞行方案是一种针对具体靶机的控制指令的持续集合，所述机动飞行方案通过靶机地面上行数据链路发送给所述靶机。

9.如权利要求7所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，其特征在于，所述对所述战术态势信息进行分析和威胁判定，并依据威胁信息诸元和战术应对策略解算出规避机动最优方案，包括：

接收所述战术态势信息，依据相应算法对所述战术态势信息进行解算，并判定是否具有威胁；

接收具有威胁的战术态势信息，并解算威胁信息诸元；

调用战术应对策略，结合所述威胁信息诸元及相应算法，解算出当前规避机动最优方案。

10.如权利要求9所述的靶机与攻击机互动的靶机机动飞行控制方法，其特征在于，若判定所述战术态势信息不具备威胁，则继续判定。

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