基于粒子群优化的三维突防航迹规划仿真研究

提出了一种基于粒子群优化的三维突防航迹规划方法并进行了仿真验证。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。利用粒子群优化,将约束条件和搜索算法相结合,能有效减小搜索空间,提高效率。仿真结果表明,生成的航迹具有地形跟随、地形回避和威胁回避的功能。

基于分层稀疏A~*算法的突防航迹规划研究

针对小型集群飞行器三维突防航迹规划面临的精确度、实时性、任务适应性和可实现性综合匹配问题,在稀疏A~*算法基础上,提出了基于分层策略的突防航迹规划算法,建立了三维航迹规划问题数学模型,给出了分层策略和突防航迹规划步骤。在算法扩展节点过程中采用支配检测方法,进一步提高了算法效率。在45 km×60 km规划区域内,典型想定下单机、四机和八机三维突防航迹规划长度分别为54.24 km、198.96 km和387.13 km,对应规划算法耗时分别为0.67 s、4.15s和11.04 s,同一任务场景下分层稀疏A~*算法规划用时是标准A~*算法的24.7%、14.2%和10.5%。仿真结果表明,该算法可在确保航迹规划精确度的前提下,大幅缩短航迹规划时间,具有较高的理论价值和工程适用性。