CN112685944B - 一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，属于杀爆战斗部对矩形面目标瞄准点毁伤领域。本发明将平面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维空间位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。进行炸点计算时，根据炸点坐标直接计算出炸点所在网格编号，无需对所有网格进行遍历，节省计算资源，提高评估效率。基于目标几何尺寸和杀爆弹的命中精度及毁伤面积规划达到目标毁伤要求的同一型号杀爆弹数量以及每一枚杀爆弹的瞄准点，并精确快速实现预期的毁伤效果。本发明能够为作战时的火力打击提供预期规划，为后续的作战方案提供支持。另外，能够对规划的打击方案的毁伤效果进行预估，为优化打击方案提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于杀爆战斗部对矩形面目标瞄准点毁伤领域，涉及一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法。
背景技术
目前已有的杀爆弹目标对平面目标毁伤效果计算方法是建立矩形平面目标的等效模型，后计算矩形等效模型与杀爆弹毁伤圆的重叠面积，以此来计算杀爆弹目标对平面目标毁伤面积占目标总面积的比值，以此作为毁伤效果。在计算毁伤效果时，由于杀爆弹的毁伤圆形区域与目标矩形区域在相交的情况下，直接计算面积的方法比较复杂，且在计算多枚杀爆弹打击同一目标时会出现毁伤区域的重叠，要去除重叠区域对计算结果的影响也很困难。
发明内容
本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法要解决的技术问题为：基于目标几何尺寸和杀爆弹的命中精度及毁伤面积规划达到目标毁伤要求的同一型号杀爆弹数量以及每一枚杀爆弹的瞄准点，并精确快速实现预期的毁伤效果。
本发明目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，包括以下步骤：
步骤1：建立面目标的模型，建立面目标坐标系，并将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
步骤1.1：建立面目标的模型。为建模方便，将面目标简化为长宽分别为L,W的等效矩形。
步骤1.2：建立面目标坐标系。将坐标系原点定在等效矩形的几何中心点，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Y轴由X轴顺时针旋转90度得到。
步骤1.3：将平面目标划分成用于毁伤效果计算的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
将平面目标均匀划分网格，长边和宽边划分的网格数量分别为DL,DW。
将每个网格进行编号，沿X轴正方向第i个，Y轴正方向第j个矩形网格编号为R(i,j)，并得到所述编号为R(i,j)网格的几何中心坐标CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))。CPR(i,j)的两个坐标值通过网格的编号R(i,j)经下式计算得到：
同时，分别赋予每个网格“毁伤状态”属性(DSR(i,j))，DSR(i,j)取值为0或1，其中0代表未被毁伤，1代表被毁伤。
步骤2：建立单枚杀爆弹的毁伤效果模型，根据杀爆弹的瞄准点和命中精度CEP抽样得到杀爆弹的实际炸点，根据所述杀爆弹的实际参数设定模型的毁伤半径参数RDamage，最终得到单枚杀爆弹的毁伤效果模型为以实际炸点为圆心，以RDamage为半径的一个毁伤圆。通过改变命中精度参数和毁伤半径参数，得到不同种类的单枚杀爆弹模型。
步骤3：根据步骤1的目标几何尺寸和步骤2的杀爆弹的命中精度及毁伤半径，计算达到目标毁伤效果ER所需的最小用弹量。
步骤3.1：计算杀爆弹平铺打击的毁伤效果阈值，即最大毁伤效果。
根据已知的杀爆弹毁伤半径RDamage，得到单枚杀爆弹的毁伤面积为SDamage＝π·R2 Damage。目标区域内平铺杀爆弹的毁伤区域面积与目标区域面积的比值称为毁伤效果；当所有的杀爆弹的毁伤区域不重合时达到的最大毁伤效果，记作EC。计算此时长方向和宽方向的杀爆弹个数NL,NW：
此时的杀爆弹数量为NKill＝NL·NW，最大毁伤效果
步骤3.2：通过判断目标毁伤效果ER与步骤3.1得到的最大毁伤效果EC的关系，计算起始用弹量NStart。
若ER≤EC，只需要使瞄准点在目标矩形区域内尽可能平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合，就能够满足目标毁伤效果ER。
此时，用于规划瞄准点的起始用弹量NStart为：
再根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点。
判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，确定瞄准点位置。
当毁伤半径的N倍大于等于目标长L时，瞄准点在目标坐标系的坐标原点。
当毁伤半径的N倍小于目标长L时，瞄准点在目标矩形内部均匀分布。瞄准点的均匀分布方法通过步骤4确定瞄准点。所述N为4～6；
ER＞EC，则瞄准点平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合已无法满足毁伤要求；因此在规划瞄准点时，在平铺瞄准点的基础上，在平铺的瞄准点之间插入新的瞄准点，此时用于瞄准点规划的起始用弹量NStart即为平铺状态下的最大数量，即NStart＝NKill。
再根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点。
判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，确定瞄准点位置。
当毁伤半径的N倍大于等于目标长L时，瞄准点在目标坐标系的坐标原点。所述N为4～6；
当毁伤半径的N倍小于目标长L时，瞄准点在目标矩形内部均匀分布。瞄准点的均匀分布方法通过步骤4确定瞄准点。
步骤4：当毁伤半径的N倍小于目标长L时，根据起始用弹量规划瞄准点。
步骤4.1：目标矩形的长宽比为RatL/W＝L/W。
步骤4.2：按照长宽比RatL/W，计算长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC；
NLC,NWC满足条件
因此平铺的用弹量NC＝NLC·NWC＝RatL/W·NWC 2；
已知平铺的瞄准点数量为NC＝NStart，计算得到宽边的杀爆弹数量
向下取整。长边的杀爆弹数量为NLC＝RatL/W·NWC。
步骤4.3：按长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC均匀分布瞄准点，并将剩余的杀爆弹按照从中间到两边的方法排布得到杀爆弹的排布矩阵。
剩余的杀爆弹个数为Nrest＝NStart-NLC·NWC
根据计算长宽比RatL/W取整时是四舍还是五入分，即RatL/W与L/W的大小关系，分为两种情况：
若RatL/W≥L/W，则先增加长边的瞄准点个数，再增加短边的瞄准点个数。具体的方法为：在X轴方向上，逐行逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。同时记录下每一行的弹药数量NLCi，用于均分此行的瞄准点。
若RatL/W＜L/W，则先增加短边的瞄准点个数，再增加长边的瞄准点个数。具体的方法为：在Y轴方向上，逐列逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。同时，记录下每一列的弹药数量NWCj，用于均分此列的瞄准点。
步骤4.4：根据步骤4.3得到杀爆弹的排布情况，计算各杀爆弹瞄准点在目标坐标系下的坐标。
步骤5：根据规划的瞄准点评估预期的毁伤效果
步骤5.1：根据规划的瞄准点和杀爆弹的命中精度参数抽样每一枚杀爆弹的实际炸点。
根据单个瞄准点坐标PAim＝(XAim,YAim)和杀爆弹的命中精度参数CEP计算得到杀爆弹的实际炸点。实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)的两个坐标值满足均值为(XAim,YAim)、方差为(σ1，σ2)的二维正态分布。其中σ1和σ2相等，计算公式为：
σ1＝σ2＝CEP/1.1774
因此，杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)通过二维正态分布抽样得到。
步骤5.2：根据杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)和杀爆弹的毁伤半径RDamage，得到毁伤圆，并将处在毁伤圆内的网格毁伤状态置为“1”。
步骤5.2.1：判断抽样得到的杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)所在的网格编号RE(iE,jE)，计算方法为：
步骤5.2.2：根据毁伤半径RDamage得到毁伤圆的外接正方形，并得到正方形内所有网格的网格编号。外接正方形的边长为2*RDamage，判断网格是否在正方形内部的方法是判断网格中心点CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))是否在正方形内部。
步骤5.2.3：为减少统计所需的时间和资源将外接正方形内部网格划分为两个部分。两个部分分别为内接正方形内部网格和剩余网格。其中内接正方形的边长为
判断网格是否在正方形内部的方法是判断网格中心点CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))是否在正方形内部。在内接正方形内部网格不需要进行判断，直接将毁伤状态置为“1”。
剩余网格需要判断是否被毁伤，判断标准为：包括网格的四个顶点和几何中心点在内的5个点有3个及以上在毁伤圆内部，则该网格毁伤将毁伤状态置为“1”。
步骤5.3：重复步骤5.2，直到计算完所有的瞄准点的毁伤效果。
步骤5.4：统计所有毁伤状态为“1”的网格数量NDamage，计算预期毁伤效果：
其中，NTotal为所有网格数量；
步骤6：将计算出的预期毁伤效果E与目标毁伤效果ER对比，若满足要求，则得到使目标达到毁伤要求的用弹量、每枚杀爆弹的瞄准点和预期的毁伤效果；若不满足要求，则起始用弹量NStart增加一枚，重复步骤4到步骤5，直到计算出的预期毁伤效果E满足目标毁伤效果ER。此时的瞄准点坐标即为规划完成的目标瞄准点。
还包括步骤7：根据步骤6得到的多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划结果，能够为作战时的火力打击提供预期规划，为后续的作战方案提供支持。另外，能够对规划的打击方案的毁伤效果进行预估，为优化打击方案提供数据支撑。
有益效果：
1、本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，将平面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维空间位置顺序进行编号，并赋予网格“毁伤状态”属性。在进行炸点计算时，能够根据炸点坐标，直接计算出炸点所在网格编号，无需对所有网格进行遍历，节省计算资源，进而提高评估效率。
2、本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，在计算毁伤面积时，通过毁伤圆的外接正方形和内接正方形，将整个网格区域划分成三块，只需对外接正方形和内接正方形之间的网格进行判断，统计出处于毁伤圆内的网格数量，无需对每一个网格进行判断，节省计算资源，进一步提高评估效率。
3、本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，在进行瞄准点规划时，充分考虑毁伤面积、目标面积以及目标长宽比间的关系，规划出的瞄准点位置能够更好的适应目标区域，使毁伤圆间的重叠区域更小。
4、本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，能够为作战时的火力打击提供预期规划，为后续的作战方案提供支持。另外，能够对规划的打击方案的毁伤效果进行预估，为优化打击方案提供数据支撑。
附图说明
图1是本发明公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法流程图；
图2是矩形平面目标等效模型的建立与结构化网格划分示意图；
图3是瞄准点规划的瞄准点增加方法1示意图；
图4是瞄准点规划的瞄准点增加方法2示意图；
图5是毁伤效果计算方法示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，计算实例参数如下表所示。
具体实现步骤如下：
步骤1：建立面目标的模型，建立面目标坐标系，并将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
步骤1.1：建立面目标的模型。为计算方便，将面目标简化为长宽分别为L,W的等效矩形。此实例中采用面目标的尺寸参数为：L＝400，W＝300。
步骤1.2：建立面目标坐标系。将坐标系原点定在等效矩形的几何中心点，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Y轴由X轴顺时针旋转90度得到。
步骤1.3：将平面目标划分成用于毁伤效果计算的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
将平面目标均匀划分网格，长边和宽边划分的网格数量分别为DL,DW。
此实例中采用的网格划分参数为：L＝400，W＝300。
将每个网格进行编号，沿X轴正方向第i个，Y轴正方向第j个矩形网格编号为R(i,j)，并得到所述网格的几何中心坐标CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))。CPR(i,j)的两个个坐标值通过网格的编号R(i,j)经下式计算得到：
同时，赋予网格“毁伤状态”属性，用DSR(i,j)表示，取值为0或1，其中0代表未被毁伤，1代表被毁伤。初始默认所有网格均处于未毁伤状态。
步骤2：建立单枚杀爆弹的毁伤效果模型，根据杀爆弹的命中精度CEP抽样得到杀爆弹的实际炸点，根据所述杀爆弹的实际参数设定模型的毁伤半径参数RDamage，最终得到单枚杀爆弹的毁伤效果模型为一个以炸点为圆心，以RDamage为半径的一个毁伤圆。通过改变命中精度参数和毁伤半径参数，得到不同种类的单枚杀爆弹模型。
此实例中采用杀爆弹的参数为：CEP＝5，RDamage＝60。
步骤3：根据目标几何尺寸和杀爆弹的命中精度及毁伤半径计算要达到目标毁伤要求ER的最小用弹量。
步骤3.1：计算平铺的毁伤效果阈值。
根据已知的杀爆弹毁伤半径RDamage，得到单枚杀爆弹的毁伤面积为SDamage＝π·R2 Damage。当在目标区域内平铺杀爆弹，且所有的杀爆弹的毁伤区域不重合时的毁伤效果，即面积比，记作EC，表示平铺杀爆弹所能达到的最大毁伤效果。计算此时长方向和宽方向的杀爆弹个数NL,NW：
此时的杀爆弹数量为NKill＝NL·NW；毁伤面积比
此实例中计算得到：
EC＝0.565
步骤3.2：计算起始用弹量NStart。
此步骤分为两种情况。
若毁伤要求ER≤EC
在此情况下，只需要使瞄准点在目标矩形区域内尽可能平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合。用于规划瞄准点的起始用弹量NStart的计算方法为：
向上取整。
若毁伤要求ER＞EC，
在此情况下，瞄准点平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合已无法满足毁伤要求，因此在规划瞄准点时，在平铺瞄准点的基础上，在平铺的瞄准点之间插入新的瞄准点，因此用于瞄准点规划的起始用弹量NStart即为平铺状态下的最大数量，即NStart＝NKill。
此实例中：NStart＝NKill＝6
步骤4：根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点。
步骤4.1：判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，分以下两种情况。
情况1：毁伤半径的5倍大于等于目标长，则瞄准点在几何中心。
情况2：毁伤半径的5倍小于目标长，则瞄准点在矩形内部均匀分布。瞄准点的均匀分布方法如步骤4.1.1-步骤4.1.4所述。
4.1.1计算矩形目标的长宽比RatL/W，计算方法为：RatL/W＝L/W。
此实例中：RatL/W＝L/W＝1.33
4.1.2按照长宽比RatL/W，计算长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC
NLC,NWC满足条件
因此平铺的用弹量NC＝NLC·NWC＝RatL/W·NWC 2；
已知平铺的瞄准点数量为NC＝NStart，计算得到宽边的杀爆弹数量
向下取整。
则长边的杀爆弹数量NLC＝RatL/W·NWC。
此实例中计算得到：NWC＝2NLC＝3
4.1.3按长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC均匀分布瞄准点，并将剩余的瞄准点按照从中间到两边的方法排布得到杀爆弹的排布矩阵。
剩余的瞄准点个数为Nrest＝NStart-NLC·NWC
根据计算长宽比RatL/W取整时是四舍还是五入分，即RatL/W与L/W的大小关系，分为两种情况：
若RatL/W≥L/W
此时先增加长边的瞄准点个数，再增加短边的瞄准点个数。具体的方法为：在X轴方向上，逐行逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。
若RatL/W＜L/W
此时先增加短边的瞄准点个数，再增加长边的瞄准点个数。具体的方法为：在Y轴方向上，逐列逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。
4.1.4根据得到杀爆弹的排布矩阵，计算各瞄准点在目标坐标系下的坐标。
此实例中各瞄准点坐标为下表所示：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-133.33，-75) |
| 2 | (0，-75) |
| 3 | (133.33，-75) |
| 4 | (-133.33，75) |
| 5 | (0，75) |
| 6 | (133.33，75) |
步骤5：根据规划的瞄准点计算预期的毁伤效果。
步骤5.1：根据规划的瞄准点和弹的命中精度参数抽样每一枚杀爆弹的实际炸点。
根据单个瞄准点坐标PAim＝(XAim,YAim)和杀爆弹的命中精度参数CEP计算得到杀爆弹的实际炸点。炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)的两个坐标值满足均值为(XAim,YAim)，方差为(σ1，σ2)的二维正态分布。其中σ1，σ2相等，计算公式为：
σ1＝σ2＝σ＝CEP/1.1774；
因此，杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)通过二维正态分布抽样得到。
此实例中抽样得到的炸点坐标如下：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-137.614，-77.0547) |
| 2 | (-6.26033，-80.9375) |
| 3 | (132.154，-71.7557) |
| 4 | (-138.306，77.9727) |
| 5 | (7.59342，81.9248) |
| 6 | (136.101，70.388) |
步骤5.2：根据杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)和杀爆弹的毁伤半径RDamage，得到毁伤圆，并将处在毁伤圆内的网格毁伤状态置为“1”。
步骤5.2.1：判断抽样得到的杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)所在的网格编号RE(iE,jE)，计算方法为：
以上两个结果均为向下取整。
步骤5.2.2：根据毁伤半径RDamage计算外接正方形的边长，并得到正方形内所有网格的网格编号。
步骤5.2.3：为减少统计所需的时间和资源将外接正方形内部网格划分为两个部分。两个部分分别为内接矩形内部网格和剩余网格。
内接矩形内部网格不需要进行判断，直接将毁伤状态置为“1”。
剩余网格需要判断是否被毁伤，判断标准为：包括网格的四个顶点和几何中心点在内的5个点有3个及以上在毁伤圆内部，则该网格毁伤将毁伤状态置为“1”。
步骤5.3：重复步骤5.2，直到计算完所有的瞄准点的毁伤效果计算。
步骤5.4：统计所有毁伤状态为“1”的网格数量NDamage，计算毁伤效果：
此实例中计算得到：E＝0.547
此种情况不满足毁伤要求。
步骤6：将计算出的预期毁伤效果与毁伤要求对比，若满足要求，则得到使目标达到毁伤要求的用弹量、每枚杀爆弹的瞄准点和预期的毁伤效果；若不满足要求，则起始用弹量NStart增加一枚，重复步骤4到步骤5，直到计算出的预期毁伤效果E满足毁伤要求ER。
此实例中，增加用弹量至7枚后，对应的瞄准点为：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-133.333；-75) |
| 2 | (-133.333；75) |
| 3 | (0；-100) |
| 4 | (0；0) |
| 5 | (0；100) |
| 6 | (133.333；-75) |
| 7 | (133.333；75) |
计算出的毁伤效果为：E＝0.622
满足毁伤要求，即完成杀爆弹的瞄准点规划。
实施例2：
如图1所示，本实施例公开的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，计算实例参数如下表所示。
具体实现步骤如下：
步骤1：建立面目标的模型，建立面目标坐标系，并将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
步骤1.1：建立面目标的模型。为计算方便，将面目标简化为长宽分别为L,W的等效矩形。此实例中采用面目标的尺寸参数为：L＝400，W＝300。
步骤1.2：建立面目标坐标系。将坐标系原点定在等效矩形的几何中心点，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Y轴由X轴顺时针旋转90度得到。
步骤1.3：将平面目标划分成用于毁伤效果计算的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性。
将平面目标均匀划分网格，长边和宽边划分的网格数量分别为DL,DW。
此实例中采用的网格划分参数为：L＝400，W＝300。
将每个网格进行编号，沿X轴正方向第i个，Y轴正方向第j个矩形网格编号为R(i,j)，并得到所述网格的几何中心坐标CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))。CPR(i,j)的两个个坐标值通过网格的编号R(i,j)经下式计算得到：
同时，赋予网格“毁伤状态”属性，用DSR(i,j)表示，取值为0或1，其中0代表未被毁伤，1代表被毁伤。初始默认所有网格均处于未毁伤状态。
步骤2：建立单枚杀爆弹的毁伤效果模型，根据杀爆弹的命中精度CEP抽样得到杀爆弹的实际炸点，根据所述杀爆弹的实际参数设定模型的毁伤半径参数RDamage，最终得到单枚杀爆弹的毁伤效果模型为一个以炸点为圆心，以RDamage为半径的一个毁伤圆。通过改变命中精度参数和毁伤半径参数，得到不同种类的单枚杀爆弹模型。
此实例中采用杀爆弹的参数为：CEP＝5，RDamage＝60。
步骤3：根据目标几何尺寸和杀爆弹的命中精度及毁伤半径计算要达到目标毁伤要求ER的最小用弹量。
步骤3.1：计算平铺的毁伤效果阈值。
根据已知的杀爆弹毁伤半径RDamage，得到单枚杀爆弹的毁伤面积为SDamage＝π·R2 Damage。当在目标区域内平铺杀爆弹，且所有的杀爆弹的毁伤区域不重合时的毁伤效果，即面积比，记作EC，表示平铺杀爆弹所能达到的最大毁伤效果。计算此时长方向和宽方向的杀爆弹个数NL,NW：
此时的杀爆弹数量为NKill＝NL·NW；毁伤面积比
此实例中计算得到：
EC＝0.565
步骤3.2：计算起始用弹量NStart。
此步骤分为两种情况。
若毁伤要求ER≤EC
在此情况下，只需要使瞄准点在目标矩形区域内尽可能平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合。用于规划瞄准点的起始用弹量NStart的计算方法为：
向上取整。
若毁伤要求ER＞EC，
在此情况下，瞄准点平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合已无法满足毁伤要求，因此在规划瞄准点时，在平铺瞄准点的基础上，在平铺的瞄准点之间插入新的瞄准点，因此用于瞄准点规划的起始用弹量NStart即为平铺状态下的最大数量，即NStart＝NKill。
此实例中：ER≤EC，因此
向上取整得到NStart＝4。
步骤4：根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点。
步骤4.1：判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，分以下两种情况。
若毁伤半径的5倍大于等于目标长，则瞄准点在几何中心。
若毁伤半径的5倍小于目标长，则瞄准点在矩形内部均匀分布。瞄准点的均匀分布方法如步骤4.1.1-步骤4.1.4所述。
4.1.1计算矩形目标的长宽比RatL/W，计算方法为：RatL/W＝L/W。
此实例中：RatL/W＝L/W＝1.33
4.1.2按照长宽比RatL/W，计算长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC
NLC,NWC满足条件
因此平铺的用弹量NC＝NLC·NWC＝RatL/W·NWC 2；
已知平铺的瞄准点数量为NC＝NStart，计算得到宽边的杀爆弹数量
向下取整。
则长边的杀爆弹数量NLC＝RatL/W·NWC。
此实例中计算得到：NWC＝2NLC＝2
4.1.3按长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC均匀分布瞄准点，并将剩余的瞄准点按照从中间到两边的方法排布得到杀爆弹的排布矩阵。
剩余的瞄准点个数为Nrest＝NStart-NLC·NWC
根据计算长宽比RatL/W取整时是四舍还是五入分，即RatL/W与L/W的大小关系，分为两种情况：
若RatL/W≥L/W
此时先增加长边的瞄准点个数，再增加短边的瞄准点个数。具体的方法为：在X轴方向上，逐行逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。
若RatL/W＜L/W
此时先增加短边的瞄准点个数，再增加长边的瞄准点个数。具体的方法为：在Y轴方向上，逐列逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点。
步骤4.1.4根据得到杀爆弹的排布矩阵，计算各瞄准点在目标坐标系下的坐标。
此实例中各瞄准点坐标为下表所示：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-100，-75) |
| 2 | (100，-75) |
| 3 | (-100，75) |
| 4 | (100，75) |
步骤5：根据规划的瞄准点计算预期的毁伤效果
步骤5.1：根据规划的瞄准点和弹的命中精度参数抽样每一枚杀爆弹的实际炸点。
根据单个瞄准点坐标PAim＝(XAim,YAim)和杀爆弹的命中精度参数CEP计算得到杀爆弹的实际炸点。炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)的两个坐标值满足均值为(XAim,YAim)，方差为(σ1，σ2)的二维正态分布。其中σ1，σ2相等，计算公式为：
σ1＝σ2＝σ＝CEP/1.1774；
因此，杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)通过二维正态分布抽样得到。
此实例中抽样得到的炸点坐标如下：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-97.4924，-70.722) |
| 2 | (106.117，-71.1069) |
| 3 | (-106.289，83.6624) |
| 4 | (102.106，72.8099) |
步骤5.2：根据杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)和杀爆弹的毁伤半径RDamage，得到毁伤圆，并将处在毁伤圆内的网格毁伤状态置为“1”。
步骤5.2.1：判断抽样得到的杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)所在的网格编号RE(iE,jE)，计算方法为：
以上两个结果均为向下取整。
步骤5.2.2：根据毁伤半径RDamage计算外接正方形的边长，并得到正方形内所有网格的网格编号。
步骤5.2.3：为减少统计所需的时间和资源将外接正方形内部网格划分为两个部分。两个部分分别为内接矩形内部网格和剩余网格。
内接矩形内部网格不需要进行判断，直接将毁伤状态置为“1”。
剩余网格需要判断是否被毁伤，判断标准为：包括网格的四个顶点和几何中心点在内的5个点有3个及以上在毁伤圆内部，则该网格毁伤将毁伤状态置为“1”。
步骤5.3：重复步骤5.2，直到计算完所有的瞄准点的毁伤效果计算。
步骤5.4：统计所有毁伤状态为“1”的网格数量NDamage，计算毁伤效果：
此实例中计算得到：E＝0.371
此种情况满足毁伤要求。
步骤6：将计算出的预期毁伤效果与毁伤要求对比，若满足要求，则得到使目标达到毁伤要求的用弹量、每枚杀爆弹的瞄准点和预期的毁伤效果；若不满足要求，则起始用弹量NStart增加一枚，重复步骤4到步骤5，直到计算出的预期毁伤效果E满足毁伤要求ER。
此实例中，4枚已经能够满足毁伤要求，对应的瞄准点为：
| 瞄准点编号 | 瞄准点坐标 |
| 1 | (-100，-75) |
| 2 | (100，-75) |
| 3 | (-100，75) |
| 4 | (100，75) |
计算出的毁伤效果为：E＝0.371
满足毁伤要求，即完成杀爆弹的瞄准点规划。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1：建立面目标的模型，建立面目标坐标系，并将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性；
步骤2：建立单枚杀爆弹的毁伤效果模型，根据杀爆弹的瞄准点和命中精度CEP抽样得到杀爆弹的实际炸点，根据所述杀爆弹的实际参数设定模型的毁伤半径参数RDamage，最终得到单枚杀爆弹的毁伤效果模型为以实际炸点为圆心，以RDamage为半径的一个毁伤圆；通过改变命中精度参数和毁伤半径参数，得到不同种类的单枚杀爆弹模型；
步骤3：根据步骤1的目标几何尺寸和步骤2的杀爆弹的命中精度及毁伤半径，计算达到目标毁伤效果ER所需的最小用弹量；
步骤3实现方法为，
步骤3.1：计算杀爆弹平铺打击的毁伤效果阈值，即最大毁伤效果；
根据已知的杀爆弹毁伤半径RDamage，得到单枚杀爆弹的毁伤面积为SDamage＝π·R2 Damage；目标区域内平铺杀爆弹的毁伤区域面积与目标区域面积的比值称为毁伤效果；当所有的杀爆弹的毁伤区域不重合时达到的最大毁伤效果，记作EC；计算此时长方向和宽方向的杀爆弹个数NL,NW：
此时的杀爆弹数量为NKill＝NL·NW，最大毁伤效果
步骤3.2：通过判断目标毁伤效果ER与步骤3.1得到的最大毁伤效果EC的关系，计算起始用弹量NStart；
若ER≤EC，只需要使瞄准点在目标矩形区域内尽可能平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合，就能够满足目标毁伤效果ER；
此时，用于规划瞄准点的起始用弹量NStart为：
再根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点；
判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，确定瞄准点位置；
当毁伤半径的N倍大于等于目标长L时，瞄准点在目标坐标系的坐标原点；
当毁伤半径的N倍小于目标长L时，瞄准点在目标矩形内部均匀分布；瞄准点的均匀分布方法通过步骤4确定瞄准点；所述N为4～6；
ER＞EC，则瞄准点平铺，使各枚杀爆弹的毁伤圆区域不重合已无法满足毁伤要求；因此在规划瞄准点时，在平铺瞄准点的基础上，在平铺的瞄准点之间插入新的瞄准点，此时用于瞄准点规划的起始用弹量NStart即为平铺状态下的最大数量，即NStart＝NKill；
再根据目标的几何尺寸与计算出的起始用弹量规划瞄准点；
判断毁伤半径RDamage与目标长L的大小关系，确定瞄准点位置；
当毁伤半径的N倍大于等于目标长L时，瞄准点在目标坐标系的坐标原点；所述N为4～6；
当毁伤半径的N倍小于目标长L时，瞄准点在目标矩形内部均匀分布；瞄准点的均匀分布方法通过步骤4确定瞄准点；
步骤4：当毁伤半径的N倍小于目标长L时，根据起始用弹量规划瞄准点；
步骤4实现方法为，
步骤4.1：目标矩形的长宽比为RatL/W＝L/W；
步骤4.2：按照长宽比RatL/W，计算长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC；
NLC,NWC满足条件
因此平铺的用弹量NC＝NLC·NWC＝RatL/W·NWC 2；
已知平铺的瞄准点数量为NC＝NStart，计算得到宽边的杀爆弹数量
向下取整；长边的杀爆弹数量为NLC＝RatL/W·NWC；
步骤4.3：按长边和宽边的杀爆弹数量NLC,NWC均匀分布瞄准点，并将剩余的杀爆弹按照从中间到两边的方法排布得到杀爆弹的排布矩阵；
剩余的杀爆弹个数为Nrest＝NStart-NLC·NWC
根据计算长宽比RatL/W取整时是四舍还是五入分，即RatL/W与L/W的大小关系，分为两种情况：
若RatL/W≥L/W，则先增加长边的瞄准点个数，再增加短边的瞄准点个数；具体的方法为：在X轴方向上，逐行逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点；同时记录下每一行的弹药数量NLCi，用于均分此行的瞄准点；
若RatL/W＜L/W，则先增加短边的瞄准点个数，再增加长边的瞄准点个数；具体的方法为：在Y轴方向上，逐列逐个增加瞄准点的个数，处在中间的行优先增加瞄准点；同时，记录下每一列的弹药数量NWCj，用于均分此列的瞄准点；
步骤4.4根据步骤4.3得到杀爆弹的排布情况，计算各杀爆弹瞄准点在目标坐标系下的坐标；
步骤5：根据规划的瞄准点评估预期的毁伤效果
步骤6：将计算出的预期毁伤效果E与目标毁伤效果ER对比，若满足要求，则得到使目标达到毁伤要求的用弹量、每枚杀爆弹的瞄准点和预期的毁伤效果；若不满足要求，则起始用弹量NStart增加一枚，重复步骤4到步骤5，直到计算出的预期毁伤效果E满足目标毁伤效果ER；此时的瞄准点坐标即为规划完成的目标瞄准点。
2.如权利要求1所述的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，其特征在于：还包括步骤7，根据步骤6得到的多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划结果，能够为作战时的火力打击提供预期规划，为后续的作战方案提供支持；另外，能够对规划的打击方案的毁伤效果进行预估，为优化打击方案提供数据支撑。
3.如权利要求1或2所述的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，其特征在于：步骤1实现方法为，
步骤1.1：建立面目标的模型；为建模方便，将面目标简化为长宽分别为L,W的等效矩形；
步骤1.2：建立面目标坐标系；将坐标系原点定在等效矩形的几何中心点，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Y轴由X轴顺时针旋转90度得到；
步骤1.3：将平面目标划分成用于毁伤效果计算的结构化网格，对网格按照二维平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性；
将平面目标均匀划分网格，长边和宽边划分的网格数量分别为DL,DW；
将每个网格进行编号，沿X轴正方向第i个，Y轴正方向第j个矩形网格编号为R(i,j)，并得到所述编号为R(i,j)网格的几何中心坐标CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))；CPR(i,j)的两个坐标值通过网格的编号R(i,j)经下式计算得到：
同时，分别赋予每个网格“毁伤状态”属性DSR(i,j)，DSR(i,j)取值为0或1，其中0代表未被毁伤，1代表被毁伤。
4.如权利要求1所述的一种同类多枚杀爆弹对面目标瞄准点规划方法，其特征在于：步骤5实现方法为，
步骤5.1：根据规划的瞄准点和杀爆弹的命中精度参数抽样每一枚杀爆弹的实际炸点；
根据单个瞄准点坐标PAim＝(XAim,YAim)和杀爆弹的命中精度参数CEP计算得到杀爆弹的实际炸点；实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)的两个坐标值满足均值为(XAim,YAim)、方差为(σ1，σ2)的二维正态分布；其中σ1和σ2相等，计算公式为：
σ1＝σ2＝CEP/1.1774
因此，杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)通过二维正态分布抽样得到；
步骤5.2：根据杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)和杀爆弹的毁伤半径RDamage，得到毁伤圆，并将处在毁伤圆内的网格毁伤状态置为“1”；
步骤5.2.1：判断抽样得到的杀爆弹的实际炸点PExplosive＝(XExplosive,YExplosive)所在的网格编号RE(iE,jE)，计算方法为：
步骤5.2.2：根据毁伤半径RDamage得到毁伤圆的外接正方形，并得到正方形内所有网格的网格编号；外接正方形的边长为2*RDamage，判断网格是否在正方形内部的方法是判断网格中心点CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))是否在正方形内部；
步骤5.2.3：为减少统计所需的时间和资源将外接正方形内部网格划分为两个部分；两个部分分别为内接正方形内部网格和剩余网格；其中内接正方形的边长为
判断网格是否在正方形内部的方法是判断网格中心点CPR(i,j)＝(XR(i,j),YR(i,j))是否在正方形内部；在内接正方形内部网格不需要进行判断，直接将毁伤状态置为“1”；
剩余网格需要判断是否被毁伤，判断标准为：包括网格的四个顶点和几何中心点在内的5个点有3个及以上在毁伤圆内部，则该网格毁伤将毁伤状态置为“1”；
步骤5.3：重复步骤5.2，直到计算完所有的瞄准点的毁伤效果；
步骤5.4：统计所有毁伤状态为“1”的网格数量NDamage，计算预期毁伤效果：
其中，NTotal为所有网格数量。
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