CN113176563B - 一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供的一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,涉及导弹弹道规划方法技术领域。所述方法可大幅缩减规划作业时间、增加对发射区域的适用范围,并可实现打击多个相邻目标时共用一套数字参考图,能够有效提升雷达基准图保障能力和武器作战效能。该方法包括步骤一:预处理雷达基准图,调整雷达基准图的分辨率完成二值化处理;步骤二:规划末段飞行航迹,规划末段攻击方向、生成包络控制点、生成末段飞行航迹;步骤三:控制导引规划,设计控制导引率,实现飞行弹道交班规划;步骤四:规划打击点变更,规划对变更打击点的导航修正量;步骤五:规划可用发射区域,检查并生成可用的发射区域清单。

Description

一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法
技术领域
本发明属导弹弹道规划方法技术领域,尤其涉及一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法。
背景技术
雷达景象匹配末制导导弹是一种重要的精确制导武器,主要利用安装在导弹头部的合成孔径雷达导引头装置,实时探测打击目标周边雷达景象,通过与预先安装在弹上的数字参考图进行匹配识别,获取导弹与地表参照物的相对位置关系,从而确定导弹与目标点的相对位置,得到精确制导信息,控制导弹沿末段飞行航迹飞向目标,实现对目标精确命中打击。
雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划,主要是根据发射区域和打击目标,基于雷达基准图景象特征分布、导弹武器景象匹配末制导精度要求和末段飞行控制约束,规划导弹武器飞行弹道关键参数,实现对目标的精确打击。显然,弹道规划是雷达景象匹配末制导导弹武器任务规划的核心环节,为导弹武器发射提供弹道诸元装订参数,并为导弹武器筹划决策和方案计划制定提供重要依据。
现有技术中的对于雷达景象匹配末制导导弹的飞行弹道规划,主要是根据明确的发射点和目标点,采用主动段调整适应偏差的方法完成导弹飞行全弹道规划设计,通过大量弹道仿真实现对目标末制导打击精度的评估,存在发射点可调范围小、目标点不可变更和规划作业耗时较长等问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,所述方法可大幅缩减规划作业时间、增加对发射区域的适用范围,并可实现打击多个相邻目标时共用一套数字参考图,能够有效提升雷达基准图保障能力和武器作战效能。
本发明采用以下技术方案:
一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,包括以下步骤:
步骤一:预处理雷达基准图,调整雷达基准图的分辨率完成二值化处理;
步骤二:规划末段飞行航迹和末段攻击方向,生成包络控制点和末段飞行航迹;
步骤三:控制导引规划,设计控制导引率,实现飞行弹道交班规划;
步骤四:规划打击点变更,规划对变更打击点的导航修正量;
步骤五:规划可用发射区域,检查并生成可用的发射区域清单。
所述步骤一包括:
步骤11:转换雷达基准图分辨率;
采用灰度平均法调整目标区雷达基准图影像分辨率,对于分辨率为pix、图像尺寸为N行M列、灰度值为I(i,j)的原始雷达基准图,分辨率按统一标准调整为pixb,则有:
Figure BDA0003016507980000021
式中:
Figure BDA0003016507980000031
其中,Nb为调整后图像的最大行数,Mb为调整后图像的最大列数,I big(bi,bj)为调整后图像的灰度值,rnd()为四舍五入取整函数;
步骤12:对转换后的雷达基准图进行二值分割;
按下述公式对图像I big(bi,bj)进行二值分割:
Figure BDA0003016507980000032
其中,bi=1,…,Nb,bj=1,…,Mb,T为二值分割阈值。
所述二值分割阈值经过计算得出,所述计算的方法为:
首先,选择初始阈值t=0,小于t的为背景,大于或等于t的为前景,则前景像素个数在雷达基准图中所占比例为
Figure BDA0003016507980000033
背景像素个数在雷达基准图中所占比例为p1=1-p0,p(k)=nk/(Nb·Mb),表示像素值为k的像素个数在整幅雷达基准图中所占比例;
其次,计算背景平均像素值
Figure BDA0003016507980000034
前景平均像素值
Figure BDA0003016507980000035
以及全图平均像素值m=p0·m0+p1·m1
然后,计算图像的前后景方差σb=p0(m0-m)2+p1(m1-m)2
最后,遍历t,取σb最大时对应的t作为阈值T,若σb有多个最大值,取σb最大所对应多个t的平均值作为最终阈值T。
所述步骤二包括:
步骤21:选择末段攻击方向;
以目标点为中心,按正北方向为0度、顺时针方向为正值的原则,依据指定的角度步长Δθ,遍历生成末段攻击方向θk,即:θk=(i-1)*Δθ,0≤i≤360/Δθ;
步骤22:规划包络控制点;
当末段攻击方向θk确定后,根据导弹首次成像的飞行高度Hcx和弹目视线倾角θ,规划包络控制点即首次成像点坐标,即:
Figure BDA0003016507980000041
步骤23:规划成像子区;
所述成像子区的数量根据导弹俯仰姿态角
Figure BDA0003016507980000042
确定的导引头视场范围得到,每个所述成像子区的中心点坐标和宽度为:
Figure BDA0003016507980000043
其中,ic=1:Ncx,Ncx为可用成像子区数量;xzq_poseic为成像子区中心点横坐标,zzq_poseic为成像子区中心点纵坐标,Lzqic为成像子区宽度;Hcx为成像开始时的导弹飞行高度,
Figure BDA0003016507980000044
为成像开始时的导弹俯仰姿态角;θbeam为导引头成像波束宽度;
Figure BDA0003016507980000047
为成像子区对应的擦地角,
Figure BDA0003016507980000045
为成像子区对应的方位角;
步骤24:分析末制导景象匹配精度满足性;
按下述公式完成景象匹配精度满足性的检查:
Figure BDA0003016507980000046
Figure BDA0003016507980000051
其中,Attk_mark为当前末段飞行航迹是否满足雷达景象匹配末制导精度要求标志,1为满足末制导精度要求,0为不满足末制导精度要求,info_xt_cx(i,j)为成像子区景象特征信息量;
所述成像子区景象特征信息量计算方法为:
Figure BDA0003016507980000052
Figure BDA0003016507980000053
所述步骤三包括:
采用俯冲平面和转弯平面描述导弹在飞行末段与目标的相对运动关系,绘制导弹俯仰平面和方位平面运动图,所述俯冲平面为弹头质心、目标点和地心所确定的平面,转弯平面为过目标点和弹头质心的平面;
在所述导弹俯仰平面和方位平面运动图中定义,V是导弹速度矢量,γD是速度在俯冲平面内的俯仰角,λD是俯仰平面内的视线角,ηD是速度与视线在俯冲平面内的夹角,ρ为视线距离,ηT是速度矢量在转弯平面内与俯冲平面的夹角,γT是速度在转弯平面内的方向角,λTT是转弯平面内的视线角;
导弹相对运动方程为:
Figure BDA0003016507980000054
最优控制导引率方程为:
Figure BDA0003016507980000061
γDbl是包络点处速度在俯仰平面内的期望俯仰角,γTbl是包络点处速度在转弯平面内的期望方位角,λD(tbl)是导弹到达包络点时刻在俯仰平面内的视线角,λTT(tbl)是导弹到达包络点时刻在转弯平面内的视线角;
约束条件包括俯仰平面、转弯平面的视线角要求和视线转率要求:λD(tbl)=-γDbl
Figure BDA0003016507980000062
λTT(tbl)=γTbl
Figure BDA0003016507980000063
所述步骤四包括:当实际打击目标点不在数字参考图的中心点时,利用雷达景象末制导导弹在飞行末段的机动能力,根据变更后的目标点调整导航修正量,实现对变更目标点的打击;
所述导航修正量的调整方法为:
Figure BDA0003016507980000064
其中,Δxtpp_change、Δztpp_change为变更目标点后的导航修正量,Δxtpp、Δztpp为原始目标点即数字参考图中心点对应的导航修正量,Δxt、Δzt是变更后的目标点相对于数字参考图中心点的偏移量。
所述步骤五包括:对导弹武器发射区域分布和范围,按中心点坐标和半径生成发射区域圆形包络区域,并根据目标点和发射区域的空间关系选择四个位置作为检查点:
所述目标点与发射区域中心点的连线与发射区域圆形包络区域的两个交点为P1、P2;所述目标点对发射区域圆形包络区域的两个切点为P3、P4;对于P1、P2、P3、P4四个检查点,分别计算从该点到目标点的大地线距离和大地方位角,满足以下条件时该发射区域可用:
Figure BDA0003016507980000071
其中,Li为发射点Pi到目标点的大地线距离,Ji为发射点Pi到目标点的大地线距离大地方位角,Rmin为导弹武器最小允许射程,Rmax为导弹武器最大允许射程,γ为末段飞行航迹对目标点的攻击夹角,θmax为导弹武器最大允许机动角度。
本发明实施例提供的雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,与现有技术相比,应用本发明提出的方法能够有效解决现有方法存在的发射点可调范围小、目标点不可变更和规划作业耗时较长等问题,可大幅缩减规划作业时间、增加同一套数字参考图的对首区适应范围,并可实现打击多个相邻目标时共用一套数字参考图,能够有效提升雷达基准图保障能力和导弹武器作战效能。该方法思路清晰、解决方案完整可行,可为导弹武器指挥决策提供理论指导,具有显著的军事应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种包络控制点及其弹下点示意图;
图2为本发明实施例提供的一种导弹俯仰平面和方位平面运动示意图;
图3为本发明实施例提供的一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法总体实现流程图;
图4为本发明实施例提供的一种末段飞行航迹规划流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道分段规划示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
再入控制点:指弹道式导弹再入飞行过程中,控制导弹在包络范围内经过的空间点,用于约束导弹再入弹道。
雷达景象匹配末制导:指导弹末制导系统通过成像雷达获取目标区域影像,与装订的参考图影像进行图像匹配,在景象相同的区域实现配准,获取参考图的位置以修正末制导系统位置误差,从而实现对目标精确打击的一种精确制导技术。
数字参考图:指根据数字基准图、数字高程模型和景象匹配弹道参数等数据,按照符合弹上装订要求格式生成的文件,用于雷达景象匹配定位。
弹道规划:指根据末制导景象匹配精度需求和打击目标末端约束,规划弹道参数,使导弹飞行弹道满足精确打击目标的要求。
参见图3,本发明实施例提供的一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,包括:
步骤一:雷达基准图预处理,调整雷达基准图分辨率并完成二值化处理。
步骤二:末段飞行航迹规划,规划末段攻击方向,生成包络控制点,生成末段飞行航迹。
步骤三:最优控制导引规划,设计最优控制导引率,实现飞行弹道交班规划。
步骤四:打击点变更规划,规划对变更打击点的导航修正量,实现相邻目标共用一套图。
步骤五:可用发射区域规划,检查并生成可用的发射区域清单。
所述步骤一,具体为:
步骤11:雷达基准图分辨率转换。采用灰度平均法调整目标区雷达基准图影像分辨率,对于分辨率为pix、图像尺寸为N行M列、灰度值为I(i,j)的原始雷达基准图,分辨率按统一标准调整为pixb,则有:
Figure BDA0003016507980000091
式中:
Figure BDA0003016507980000092
其中,Nb为调整后图像的最大行数,Mb为调整后图像的最大列数,I big(bi,bj)为调整后图像的灰度值,rnd()为四舍五入取整函数。
步骤12:对转换后的雷达基准图进行二值分割。
按下述公式对图像I big(bi,bj)进行二值分割:
Figure BDA0003016507980000093
其中,bi=1,…,Nb,bj=1,…,Mb。T为二值分割阈值。
所述二值分割阈值计算方法为:
首先,选择初始阈值t=0,小于t的为背景,大于或等于t的为前景,则前景像素个数在雷达基准图中所占比例为
Figure BDA0003016507980000094
背景像素个数在雷达基准图中所占比例为p1=1-p0。p(k)=nk/(Nb·Mb),表示像素值为k的像素个数在整幅雷达基准图中所占比例。
其次,计算背景平均像素值
Figure BDA0003016507980000101
前景平均像素值
Figure BDA0003016507980000102
以及全图平均像素值m=p0·m0+p1·m1
然后,计算图像的前后景方差σb=p0(m0-m)2+p1(m1-m)2
最后,遍历t,取σb最大时对应的t作为阈值T。若σb有多个最大值,取σb最大所对应多个t的平均值作为最终阈值T。
所述步骤二主要包括末段攻击方向选择、包络控制点规划、成像子区规划和末制导精度满足性分析四个子步骤,实现流程如图4所示。
雷达景象匹配末制导导弹在导引头开机进行开始雷达匹配修正之前按惯性弹道飞行,导引头开机后根据预先装订的数字参考图与导引头扫描得到的实时图匹配结果进行飞行姿态修正,引导导弹飞行直至命中目标。因此,可按导引头开机点将其弹道飞行轨迹划分为初段/中段和末段两部分,通过规划包络控制点确定末段飞行航迹,并控制导弹进入交班控制包络,且速度、方向满足末段进入方向和弹道倾角约束,实现初中段弹道与末段弹道的有效闭合,顺利完成弹道交班,如图5所示。需要说明的是,交班控制包络描述的是以包络控制点为中心的球形区域,在该包络范围内导弹均可实现弹道交班并命中目标。
具体为:步骤21:选择末段攻击方向。
以目标点为中心,按正北方向为0度、顺时针方向为正值的原则,依据指定的角度步长Δθ,遍历生成末段攻击方向θk,即:θk=(i-1)*Δθ,
0≤i≤360/Δθ。
步骤22规划包络控制点。
末段攻击方向θk确定后,根据导弹首次成像的飞行高度Hcx和弹目视线倾角θ,可按图2规划包络控制点(即首次成像点)坐标,即:
Figure BDA0003016507980000111
步骤23:规划成像子区。
步骤23:规划成像子区;
所述成像子区的数量根据导弹俯仰姿态角
Figure BDA0003016507980000112
确定的导引头视场范围得到,每个所述成像子区的中心点坐标和宽度为:
Figure BDA0003016507980000113
其中,ic=1:Ncx,Ncx为可用成像子区数量;xzq_poseic为成像子区中心点横坐标,zzq_poseic为成像子区中心点纵坐标,Lzqic为成像子区宽度;Hcx为成像开始时的导弹飞行高度,
Figure BDA0003016507980000114
为成像开始时的导弹俯仰姿态角;θbeam为导引头成像波束宽度;
Figure BDA0003016507980000115
为成像子区对应的擦地角,
Figure BDA0003016507980000116
为成像子区对应的方位角;
步骤24:分析末制导精度满足性。
按下述公式完成景象匹配精度满足性检查:
Figure BDA0003016507980000117
Figure BDA0003016507980000118
其中,Attk_mark为当前末段飞行航迹是否满足雷达景象匹配末制导精度要求标志,1为满足末制导精度要求,0为不满足末制导精度要求。info_xt_cx(i,j)为成像子区景象特征信息量。
所述成像子区景象特征信息量计算方法为:
Figure BDA0003016507980000121
Figure BDA0003016507980000122
所述步骤三,通过将包络控制点作为导引点完成导弹飞行控制导引率优化设计,确保导弹从发射点出发后能够顺利到达再入控制点包络,实现初段/中段弹道与末段弹道的顺利交班。为此,采用俯冲平面和转弯平面描述导弹在飞行末段与目标的相对运动关系,如图2所示。俯冲平面为弹头质心、目标点和地心所确定的平面,转弯平面为过目标点和弹头质心的平面。显然,转弯平面垂直于俯冲平面。具体为:
采用俯冲平面和转弯平面描述导弹在飞行末段与目标的相对运动关系,如图2所示。俯冲平面为弹头质心、目标点和地心所确定的平面,转弯平面为过目标点和弹头质心的平面。
图2中,V是导弹速度矢量,γD是速度在俯冲平面内的俯仰角,ηD是速度与视线在俯冲平面内的夹角,ρ为视线距离。ηT是速度矢量在转弯平面内与俯冲平面的夹角,γT是速度在转弯平面内的方向角,λTT是转弯平面内的视线角。
导弹相对运动方程为:
Figure BDA0003016507980000123
最优控制导引率方程为:
Figure BDA0003016507980000131
约束条件包括俯仰平面、转弯平面的视线角要求和视线转率要求:λD(tbl)=-γDbl
Figure BDA0003016507980000132
λTT(tbl)=γTbl
Figure BDA0003016507980000133
所述步骤四,如果实际打击目标点不在数字参考图的中心点时,利用雷达景象末制导导弹在飞行末段的机动能力,根据变更后的目标点调整导航修正量,实现对变更目标点的精确打击。
所述步骤四包括:当实际打击目标点不在数字参考图的中心点时,利用雷达景象末制导导弹在飞行末段的机动能力,根据变更后的目标点调整导航修正量,实现对变更目标点的打击;
所述导航修正量的调整方法为:
Figure BDA0003016507980000134
其中,ΔXtpp_change、Δztpp_change为变更目标点后的导航修正量,ΔXtpp、Δztpp为原始目标点即数字参考图中心点对应的导航修正量,Δxt、Δzt是变更后的目标点相对于数字参考图中心点的偏移量。
所述步骤五,针对导弹武器发射区域分布和范围,按中心点坐标和半径生成发射区域圆形包络区域,并根据目标点和发射区域的空间关系选择四个典型位置作为检查点:
目标点与发射区域中心点的连线与发射区域圆形包络区域的两个交点P1、P2
目标点对发射区域圆形包络区域的两个切点P3、P4
对于P1、P2、P3、P4四个检查点,分别计算从该点到目标点的大地线距离和大地方位角,满足以下条件时该发射区域可用:
Figure BDA0003016507980000141
其中,Li为发射点Pi到目标点的大地线距离,Ji为发射点Pi到目标点的大地线距离大地方位角,Rmin为导弹武器最小允许射程,Rmax为导弹武器最大允许射程,r为末段飞行航迹对目标点的攻击夹角,θmax为导弹武器最大允许机动角度。
本发明实施例提供的雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,与现有技术相比,应用本发明提出的方法能够有效解决现有方法存在的发射点可调范围小、目标点不可变更和规划作业耗时较长等问题,可大幅缩减规划作业时间、增加同一套数字参考图的对首区适应范围,并可实现打击多个相邻目标时共用一套数字参考图,能够有效提升雷达基准图保障能力和导弹武器作战效能。该方法思路清晰、解决方案完整可行,可为导弹武器指挥决策提供理论指导,具有显著的军事应用价值。
对于本领域技术人员而言,显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:预处理雷达基准图,调整雷达基准图的分辨率完成二值化处理;
步骤二:规划末段飞行航迹和末段攻击方向,生成包络控制点和末段飞行航迹;
步骤三:控制导引规划,设计控制导引率,实现飞行弹道交班规划;
步骤四:规划打击点变更,规划对变更打击点的导航修正量;
步骤五:规划可用发射区域,检查并生成可用的发射区域清单;
所述步骤一包括:
步骤11:转换雷达基准图分辨率;
采用灰度平均法调整目标区雷达基准图影像分辨率,对于分辨率为pix、图像尺寸为N行M列、灰度值为I(i,j)的原始雷达基准图,分辨率按统一标准调整为pixb,则有:
Figure FDA0003925828200000011
式中:
Figure FDA0003925828200000012
其中,Nb为调整后图像的最大行数,Mb为调整后图像的最大列数,Ibig(bi,bj)为调整后图像的灰度值,rnd()为四舍五入取整函数;
步骤12:对转换后的雷达基准图进行二值分割;
按下述公式对图像Ibig(bi,bj)进行二值分割:
Figure FDA0003925828200000021
其中,bi=1,…,Nb,bj=1,…,Mb,T为二值分割阈值;
所述二值分割阈值经过计算得出,所述计算的方法为:
首先,选择初始阈值t=0,小于t的为背景,大于或等于t的为前景,则前景像素个数在雷达基准图中所占比例为
Figure FDA0003925828200000022
背景像素个数在雷达基准图中所占比例为p1=1-p0,p(k)=nk/(Nb·Mb),表示像素值为k的像素个数在整幅雷达基准图中所占比例;
其次,计算背景平均像素值
Figure FDA0003925828200000023
前景平均像素值
Figure FDA0003925828200000024
以及全图平均像素值m=p0·m0+p1·m1
然后,计算图像的前后景方差σb=p0(m0-m)2+p1(m1-m)2
最后,遍历t,取σb最大时对应的t作为阈值T,若σb有多个最大值,取σb最大所对应多个t的平均值作为最终阈值T;
所述步骤二包括:
步骤21:选择末段攻击方向;
以目标点为中心,按正北方向为0度、顺时针方向为正值的原则,依据指定的角度步长Δθ,遍历生成末段攻击方向θk,即:θk=(i-1)*Δθ,0≤i≤360/Δθ;
步骤22:规划包络控制点;
当末段攻击方向θk确定后,根据导弹首次成像的飞行高度Hcx和弹目视线倾角θ,规划包络控制点即首次成像点坐标,即:
Figure FDA0003925828200000031
步骤23:规划成像子区;
所述成像子区的数量根据导弹俯仰姿态角
Figure FDA0003925828200000038
确定的导引头视场范围得到,每个所述成像子区的中心点坐标和宽度为:
Figure FDA0003925828200000032
其中,ic=1:Ncx,Ncx为可用成像子区数量;xzq_poseic为成像子区中心点横坐标,zzq_poseic为成像子区中心点纵坐标,Lzqic为成像子区宽度;Hcx为成像开始时的导弹飞行高度,
Figure FDA0003925828200000033
为成像开始时的导弹俯仰姿态角;θbeam为导引头成像波束宽度;
Figure FDA0003925828200000034
为成像子区对应的擦地角,
Figure FDA0003925828200000035
为成像子区对应的方位角;
步骤24:分析末制导景象匹配精度满足性;
按下述公式完成景象匹配精度满足性的检查:
Figure FDA0003925828200000036
Figure FDA0003925828200000037
其中,Attk_mark为当前末段飞行航迹是否满足雷达景象匹配末制导精度要求标志,1为满足末制导精度要求,0为不满足末制导精度要求,info_xt_cx(i,j)为成像子区景象特征信息量;
所述成像子区景象特征信息量计算方法为:
Figure FDA0003925828200000041
Figure FDA0003925828200000042
2.根据权利要求1所述的雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,其特征在于,所述步骤三包括:
采用俯冲平面和转弯平面描述导弹在飞行末段与目标的相对运动关系,绘制导弹俯仰平面和方位平面运动图,所述俯冲平面为弹头质心、目标点和地心所确定的平面,转弯平面为过目标点和弹头质心的平面;
在所述导弹俯仰平面和方位平面运动图中定义,v是导弹速度矢量,γD是速度在俯冲平面内的俯仰角,λD是俯仰平面内的视线角,ηD是速度与视线在俯冲平面内的夹角,ρ为视线距离,ηT是速度矢量在转弯平面内与俯冲平面的夹角,γT是速度在转弯平面内的方向角,λTT是转弯平面内的视线角;
导弹相对运动方程为:
Figure FDA0003925828200000043
最优控制导引率方程为:
Figure FDA0003925828200000044
γDbl是包络点处速度在俯仰平面内的期望俯仰角,γTbl是包络点处速度在转弯平面内的期望方位角,λD(tbl)是导弹到达包络点时刻在俯仰平面内的视线角,λTT(tbl)是导弹到达包络点时刻在转弯平面内的视线角;
约束条件包括俯仰平面、转弯平面的视线角要求和视线转率要求:λD(tbl)=-γDbl
Figure FDA0003925828200000051
λTT(tbl)=γTbl
Figure FDA0003925828200000052
3.根据权利要求1所述的雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,其特征在于,所述步骤四包括:当实际打击目标点不在数字参考图的中心点时,利用雷达景象末制导导弹在飞行末段的机动能力,根据变更后的目标点调整导航修正量,实现对变更目标点的打击;
所述导航修正量的调整方法为:
Figure FDA0003925828200000053
其中,Δxtpp_change、Δztpp_change为变更目标点后的导航修正量,Δxtpp、Δztpp为原始目标点即数字参考图中心点对应的导航修正量,Δxt、Δzt是变更后的目标点相对于数字参考图中心点的偏移量。
4.根据权利要求1所述的雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法,其特征在于,所述步骤五包括:对导弹武器发射区域分布和范围,按中心点坐标和半径生成发射区域圆形包络区域,并根据目标点和发射区域的空间关系选择四个位置作为检查点:
所述目标点与发射区域中心点的连线与发射区域圆形包络区域的两个交点为P1、P2;所述目标点对发射区域圆形包络区域的两个切点为P3、P4;对于P1、P2、P3、P4四个检查点,分别计算从该点到目标点的大地线距离和大地方位角,满足以下条件时该发射区域可用:
Figure FDA0003925828200000054
其中,Li为发射点Pi到目标点的大地线距离,Ji为发射点Pi到目标点的大地线距离大地方位角,Rmin为导弹武器最小允许射程,Rmax为导弹武器最大允许射程,γ为末段飞行航迹对目标点的攻击夹角,θmax为导弹武器最大允许机动角度。
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