CN110609278A - 具有自适应能力的偏轴照射方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有自适应能力的偏轴照射方法及系统，选取探测到的一批群目标中的两个子目标A和B，得到雷达O与两个目标所在平面OAB，射线OA和射线OB在空间上的夹角为θ。当需要打击的目标为A时，偏轴照射点A’为照射方向射线OA’与直线AB交点。规定射线OA’处于夹角θ外侧，近A点一侧，且射线OA’与射线OA夹角为偏轴照射角度α。本发明既可采用人工装订的偏轴照射角度，也可自适应计算偏轴照射角度，并实现两者的快速切换，适用性好。采用自适应的偏轴照射角度计算，可实时、快速计算合适的偏轴照射中心方向，大大提高打击群目标的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及防空导弹武器系统，具体地，涉及具有自适应能力的偏轴照射方法及系统。
背景技术
群目标是一种相互间距离很近、速度和运动方向基本相同的多目标集合，其密集的编队方式，对防空导弹武器系统构成了巨大威胁。
公开号CN 107886184A的专利公开了一种多型防空武器混编火力群目标分配优化方法，该方法根据火力群中不同型号防空武器的状态、指标以及对空袭目标的实时探测信息，能够以空中目标威胁程度、拦截时间、拦截概率、拦截次数、拦截效费比等为优化指标，为火力群中的防空武器分配需要拦截的空中目标，实现空中目标威胁程度降低最大、拦截时间最短、拦截概率最大、拦截次数最多、拦截效费比最高等不同的最优拦截策略。
在实际作战中，会出现武器系统地面设备(雷达等探测源)能够发现并识别群目标，雷达照射时，雷达照射中心点为群目标中的某个子目标。采用以群目标中的某个子目标为照射中心点的方法，群目标的多个子目标都在雷达有效照射范围内，导致弹上导引头无法正常跟踪目标，造成作战失败。
现阶段，防空导弹武器系统仍无有效打击群目标的方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有自适应能力的偏轴照射方法及系统。
根据本发明提供的一种具有自适应能力的偏轴照射方法，包括：
群目标判断步骤：在雷达探测到两个及以上目标时，判断是否为群目标并置群目标标志位；
读取步骤：读取群目标标志位，选取群目标中的两个子目标A和B；
直线计算步骤：根据子目标A和B的坐标，计算空间之间AB所在直线的解析式；
中点计算步骤：计算线段AB的中点T的坐标；
夹角计算步骤：计算射线OA、OT的夹角γ,作为目标角度裕量，O为雷达坐标；
照射步骤：雷达以射线OA为照射中心方向进行照射并接收照射回波；
阈值边界曲线计算步骤：根据子目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L；
阈值边界角度计算步骤：将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
夹角判断步骤：判断射线OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
偏轴照射修正步骤：根据AB所在直线的解析式、子目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’，并以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向。
优选地，在所述直线计算步骤与所述中点计算步骤之间还包括：
人工干预判断步骤：判断是否人工干预偏轴照射角度，若判断结果为是，则根据人工输入的偏轴照射角度并进一步解算得到偏轴照射中心方向，若判断结果为否，则进入所述中点计算步骤。
优选地，所述子目标A和B位于群目标边缘位置。
优选地，所述判断是否为群目标并置群目标标志位包括：若判断结果为群目标，则群目标标志位置1，否则置0。
优选地，在所述人工干预判断步骤之后以固定周期判断是否人工干预偏轴照射角度。
根据本发明提供的一种具有自适应能力的偏轴照射系统，包括：
群目标判断模块：在雷达探测到两个及以上目标时，判断是否为群目标并置群目标标志位；
读取模块：读取群目标标志位，选取群目标中的两个子目标A和B；
直线计算模块：根据子目标A和B的坐标，计算空间之间AB所在直线的解析式；
中点计算模块：计算线段AB的中点T的坐标；
夹角计算模块：计算射线OA、OT的夹角γ,作为目标角度裕量，O为雷达坐标；
照射模块：雷达以射线OA为照射中心方向进行照射并接收照射回波；
阈值边界曲线计算模块：根据子目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L；
阈值边界角度计算模块：将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
夹角判断模块：判断射线OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
偏轴照射修正模块：根据AB所在直线的解析式、子目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’，并以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向。
优选地，在所述直线计算模块与所述中点计算模块之间还包括：
人工干预判断模块：判断是否人工干预偏轴照射角度，若判断结果为是，则根据人工输入的偏轴照射角度并进一步解算得到偏轴照射中心方向，若判断结果为否，则进入所述中点计算模块。
优选地，所述子目标A和B位于群目标边缘位置。
优选地，所述判断是否为群目标并置群目标标志位包括：若判断结果为群目标，则群目标标志位置1，否则置0。
优选地，在人工干预判断之后以固定周期判断是否人工干预偏轴照射角度。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明采用自适应的偏轴照射角度计算，可实时、快速计算合适的偏轴照射中心方向，减少雷达有效照射范围内的子目标数量，从而大大提高打击群目标的成功率。可以人工控制偏轴照射角度，也可自适应计算偏轴照射角度，并实现两者的快速切换，适用性好。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种具有自适应能力的偏轴照射方法的空间示意图；
图2为本发明一种具有自适应能力的偏轴照射方法的流程图；
图3为阈值边界角度的求解示意图；
图4为本发明一种具有自适应能力的偏轴照射方法的几何关系示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
请参阅图1和图2，本发明的一种具有自适应能力的偏轴照射方法包括如下步骤：
S1、雷达探测到两个或两个以上目标，相关系统判断是否为群目标并置群目标标志位(若为群目标，则群目标标志位置1，否则置0)；
S2、读取群目标标志位，判断目标是否为群目标，若群目标标志位置0，则不为群目标，采用常规手段照射并拦截目标；若群目标标志位置1，则为群目标，选取群目标中的两个子目标A和B并采用偏轴照射方法(雷达O、目标A、目标B三者不共线)；
S3、根据目标A、B的测量极坐标A(R1,A1,E1)、B(R2,A2,E2)，坐标转换得A的直角坐标(x1,y1,z1)，B的直角坐标(x2,y2,z2)，并得到AB的空间直线解析式： (其中x1≠x2且y1≠y2且z1≠z2)。
S4、读取人工干预标志位，判断是否人工干预偏轴照射角度，若人工干预标志位置1，则采用人工干预，读取人工输入的偏轴照射角度α并进一步解算得到偏轴照射中心方向；若人工干预标志位置0，则不采用人工干预，进入自适应偏轴照射角度计算；
S5、计算线段AB的中点T坐标
S6、计算射线OA、OT夹角γ：线段OA距离a1＝R1，线段OT距离 线段AT距离得 作为目标角度裕量；
S7、下达照射令后，雷达以射线OA为照射中心方向，进行照射并接收照射回波；
S8、根据目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L(阈值边界曲线L与雷达特性相关，雷达根据目标A的距离及照射回波衰减，调用相应的阈值边界曲线L)；
S9、参阅图3，将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
S10、判断OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
S11、参阅图4，根据直线AB解析式、目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’：
(1)令所求A’坐标为(x,y,z)，
(2)直线AB解析式
(3)线段OA距离a＝R1，线段OB距离b＝R2，
(4)线段AB距离
(5)OA、OB夹角
(6)AB边对应的三角形OAB高为
(7)线段OA’距离为
(8)线段AA’距离为
(9)根据三角形面积公式得：即
(10)联立可得A’坐标(x,y,z)，坐标转换得A’极坐标值，以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向，实现自适应偏轴照射。
所述群目标子目标A、B取群目标边缘位置目标，且两者为邻近目标。
所述偏轴照射方法具体实施方式，通过读取群目标标志位的方式，判断目标是否为群目标。若群目标标志位置1，则为群目标；若置0，则不为群目标。
所述偏轴照射方法具体实施方式，通过读取人工干预标志位的方式，判断目标偏轴照射角度是否人工干预。若人工干预标志位置1，则采用人工干预的偏轴照射角度；若置0，则采用自适应偏轴照射角度。
所述偏轴照射方法具体实施方式，当目标识别为群目标，且未采用人工干预时，自动进入自适应偏轴照射角度计算，之后以固定周期读取人工干预标志位，以判断是否采用人工干预。当判断采用人工干预时，则采用人工干预的偏轴照射角度，进行偏轴照射中心方向计算。当处于人工干预偏轴照射角度计算时，也可更改人工干预标志位状态，切换回自适应偏轴照射角度计算。
综上所述，本发明的一种具有自适应能力的偏轴照射方法，既可采用人工装订的偏轴照射角度，也可自适应计算偏轴照射角度，并实现两者的快速切换，适用性好。采用自适应的偏轴照射角度计算，可实时、快速计算合适的偏轴照射中心方向，减少雷达有效照射范围内的子目标数量，从而大大提高打击群目标的成功率。
在上述一种具有自适应能力的偏轴照射方法的基础上，本发明还提供一种具有自适应能力的偏轴照射系统，包括：
群目标判断模块：在雷达探测到两个及以上目标时，判断是否为群目标并置群目标标志位；
读取模块：读取群目标标志位，选取群目标中的两个子目标A和B；
直线计算模块：根据子目标A和B的坐标，计算空间之间AB所在直线的解析式；
中点计算模块：计算线段AB的中点T的坐标；
夹角计算模块：计算射线OA、OT的夹角γ,作为目标角度裕量，O为雷达坐标；
照射模块：雷达以射线OA为照射中心方向进行照射并接收照射回波；
阈值边界曲线计算模块：根据子目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L；
阈值边界角度计算模块：将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
夹角判断模块：判断射线OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
偏轴照射修正模块：根据AB所在直线的解析式、子目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’，并以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种具有自适应能力的偏轴照射方法，其特征在于，包括：
群目标判断步骤：在雷达探测到两个及以上目标时，判断是否为群目标并置群目标标志位；
读取步骤：读取群目标标志位，选取群目标中的两个子目标A和B；
直线计算步骤：根据子目标A和B的坐标，计算空间之间AB所在直线的解析式；
中点计算步骤：计算线段AB的中点T的坐标；
夹角计算步骤：计算射线OA、OT的夹角γ,作为目标角度裕量，O为雷达坐标；
照射步骤：雷达以射线OA为照射中心方向进行照射并接收照射回波；
阈值边界曲线计算步骤：根据子目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L；
阈值边界角度计算步骤：将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
夹角判断步骤：判断射线OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
偏轴照射修正步骤：根据AB所在直线的解析式、子目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’，并以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向。
2.根据权利要求1所述的具有自适应能力的偏轴照射方法，其特征在于，在所述直线计算步骤与所述中点计算步骤之间还包括：
人工干预判断步骤：判断是否人工干预偏轴照射角度，若判断结果为是，则根据人工输入的偏轴照射角度并进一步解算得到偏轴照射中心方向，若判断结果为否，则进入所述中点计算步骤。
3.根据权利要求1所述的具有自适应能力的偏轴照射方法，其特征在于，所述子目标A和B位于群目标边缘位置。
4.根据权利要求1所述的具有自适应能力的偏轴照射方法，其特征在于，所述判断是否为群目标并置群目标标志位包括：若判断结果为群目标，则群目标标志位置1，否则置0。
5.根据权利要求2所述的具有自适应能力的偏轴照射方法，其特征在于，在所述人工干预判断步骤之后以固定周期判断是否人工干预偏轴照射角度。
6.一种具有自适应能力的偏轴照射系统，其特征在于，包括：
群目标判断模块：在雷达探测到两个及以上目标时，判断是否为群目标并置群目标标志位；
读取模块：读取群目标标志位，选取群目标中的两个子目标A和B；
直线计算模块：根据子目标A和B的坐标，计算空间之间AB所在直线的解析式；
中点计算模块：计算线段AB的中点T的坐标；
夹角计算模块：计算射线OA、OT的夹角γ,作为目标角度裕量，O为雷达坐标；
照射模块：雷达以射线OA为照射中心方向进行照射并接收照射回波；
阈值边界曲线计算模块：根据子目标A的距离及照射回波衰减，得到平面OAB上的阈值边界曲线L；
阈值边界角度计算模块：将T点极坐标距离值R代入阈值边界曲线L,得到阈值边界角度2δ；
夹角判断模块：判断射线OA、OT夹角γ是否小于δ，若γ不小于δ，则以射线OA为照射中心方向；若γ小于δ，则取偏轴照射角度α＝δ-γ；
偏轴照射修正模块：根据AB所在直线的解析式、子目标A和B坐标、偏轴照射角度α，解算偏轴照射点A’，并以OA’为照射中心方向，修正偏轴照射方向。
7.根据权利要求6所述的具有自适应能力的偏轴照射系统，其特征在于，在所述直线计算模块与所述中点计算模块之间还包括：
人工干预判断模块：判断是否人工干预偏轴照射角度，若判断结果为是，则根据人工输入的偏轴照射角度并进一步解算得到偏轴照射中心方向，若判断结果为否，则进入所述中点计算模块。
8.根据权利要求6所述的具有自适应能力的偏轴照射系统，其特征在于，所述子目标A和B位于群目标边缘位置。
9.根据权利要求6所述的具有自适应能力的偏轴照射系统，其特征在于，所述判断是否为群目标并置群目标标志位包括：若判断结果为群目标，则群目标标志位置1，否则置0。
10.根据权利要求7所述的具有自适应能力的偏轴照射系统，其特征在于，在人工干预判断之后以固定周期判断是否人工干预偏轴照射角度。
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