反潛機(jī)磁探儀跟蹤航路規(guī)劃建模與仿真
發(fā)布時間:2021-11-15 17:56
磁探儀具有不受水文氣象條件限制、可以連續(xù)搜索、定位精度高等特點(diǎn),是現(xiàn)代反潛飛機(jī)主要的探測設(shè)備;诜礉撗策墮C(jī)磁探儀實(shí)際對潛跟蹤過程,建立八字形、苜蓿葉形、八苜形跟蹤航路規(guī)劃數(shù)學(xué)模型、潛艇位置分布模型等,仿真分析了潛艇位置散布、潛艇經(jīng)濟(jì)航速、初始發(fā)現(xiàn)位置、海洋環(huán)境磁噪聲等對不同磁探儀跟蹤航路跟蹤發(fā)現(xiàn)潛艇的影響,為航空磁探儀的作戰(zhàn)使用提供理論依據(jù)。
【文章來源】:火力與指揮控制. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
反潛巡邏機(jī)飛往目標(biāo)航向航路規(guī)劃如圖2所示,反潛機(jī)先從初始位置
飛到P5,接著從P5轉(zhuǎn)彎到P6,再從P6直飛P7,從P7轉(zhuǎn)彎到P8,從P8直飛到P9,再從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,其各段航路跟蹤時間[5]為:(10)其中,從P8直飛到P9,從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,同式(10)。2.3磁探儀八苜形跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型磁探儀八苜形跟蹤航路如圖4所示。圖4八苜形跟蹤航路示意圖根據(jù)磁探儀八苜形跟蹤示意圖,整個跟蹤過程可以分為以下兩個部分:1)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向P4點(diǎn)其航路規(guī)劃模型同八字形跟蹤。2)八苜形搜索航路由圖4可知,反潛機(jī)先從目標(biāo)概略位置P4直飛到P5,接著從P5轉(zhuǎn)彎到P6,再從P6直飛P7,從P7轉(zhuǎn)彎到P8,從P8直飛到P9,再從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,其各段航路跟蹤時間為:其中,vc為反潛機(jī)巡航速度,為反潛機(jī)初始位置點(diǎn)。②P2直飛到P3,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):(7)其中,為反潛機(jī)飛行到第1次航向調(diào)整點(diǎn)P2的坐標(biāo)。③P3逆時針轉(zhuǎn)彎飛到P4,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):(6)(8)吳芳,等:反潛機(jī)磁探儀跟蹤航路規(guī)劃建模與仿真·13·1921
令目標(biāo)實(shí)際位置距離坐標(biāo)原點(diǎn)r,目標(biāo)實(shí)際位置的方位角茲,t=0時,目標(biāo)坐標(biāo)為,則任意時刻t的目標(biāo)位置分布密度函數(shù)可表示為:(1)若航向服從均為分布,即(2)航速服從以經(jīng)濟(jì)航速ve為均值的瑞利分布,即(3)式中,。把式(2)和式(3)代入式(1),得到目標(biāo)在任意時刻t的位置分布的概率密度函數(shù)為:(4)式中,。2磁探儀跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型2.1磁探儀八字形跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型假設(shè)潛艇初始航向茲為,反潛機(jī)初始航向琢0為,則磁探儀八字形跟蹤航路[3]如圖1所示。圖1中:D為反潛巡邏機(jī)從P1飛到P4延遲時間內(nèi)潛艇可能的航程;琢T為潛艇概略航向;為航路離散點(diǎn)。根據(jù)磁探儀八字形跟蹤示意圖,整個跟蹤過程可以分為以下兩個部分:1)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向點(diǎn)P4圖2反潛巡邏機(jī)飛往目標(biāo)航向航路規(guī)劃如圖2所示,反潛機(jī)先從初始位置P1點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2點(diǎn),接著從P2點(diǎn)直飛到P3點(diǎn),最后從P3點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)彎飛到目標(biāo)概略位置P4點(diǎn)。設(shè),則,R1為反潛巡邏機(jī)以巡航速度vc轉(zhuǎn)彎時的最小轉(zhuǎn)彎半徑,R2為反潛巡邏機(jī)以跟蹤速度vs轉(zhuǎn)彎時的最小轉(zhuǎn)彎半徑。令O1O2與水平方向夾角為琢O1,則,反潛機(jī)第1次航向調(diào)整位置P2到P3之間直線與水平方向夾角。設(shè)P1點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2點(diǎn)的角度為茁1,P3點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)彎飛到P4的角度為茁2,則:(5)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向P4點(diǎn),整個航路規(guī)劃可分為3個過程:①P1順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):圖1八字形跟蹤航路示意圖·1
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航母編隊反潛目標(biāo)識別和威脅評估仿真[J]. 陳龍,馬亞平. 火力與指揮控制. 2019(03)
[2]群目標(biāo)偵察航跡規(guī)劃方法[J]. 朱創(chuàng)創(chuàng),梁曉龍,何呂龍,景曉年. 火力與指揮控制. 2018(01)
[3]反潛巡邏機(jī)運(yùn)動態(tài)勢對潛艇磁異常信號的影響分析[J]. 吳芳,吳銘,楊日杰,熊雄. 測試技術(shù)學(xué)報. 2017(04)
[4]潛艇位置散布規(guī)律與搜潛效能評估模型研究[J]. 屈也頻,廖瑛. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2008(12)
本文編號:3497242
【文章來源】:火力與指揮控制. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
反潛巡邏機(jī)飛往目標(biāo)航向航路規(guī)劃如圖2所示,反潛機(jī)先從初始位置
飛到P5,接著從P5轉(zhuǎn)彎到P6,再從P6直飛P7,從P7轉(zhuǎn)彎到P8,從P8直飛到P9,再從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,其各段航路跟蹤時間[5]為:(10)其中,從P8直飛到P9,從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,同式(10)。2.3磁探儀八苜形跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型磁探儀八苜形跟蹤航路如圖4所示。圖4八苜形跟蹤航路示意圖根據(jù)磁探儀八苜形跟蹤示意圖,整個跟蹤過程可以分為以下兩個部分:1)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向P4點(diǎn)其航路規(guī)劃模型同八字形跟蹤。2)八苜形搜索航路由圖4可知,反潛機(jī)先從目標(biāo)概略位置P4直飛到P5,接著從P5轉(zhuǎn)彎到P6,再從P6直飛P7,從P7轉(zhuǎn)彎到P8,從P8直飛到P9,再從P9轉(zhuǎn)彎到P10,從P10直飛到P11,從P11轉(zhuǎn)彎到P12,從P12直飛到P13,其各段航路跟蹤時間為:其中,vc為反潛機(jī)巡航速度,為反潛機(jī)初始位置點(diǎn)。②P2直飛到P3,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):(7)其中,為反潛機(jī)飛行到第1次航向調(diào)整點(diǎn)P2的坐標(biāo)。③P3逆時針轉(zhuǎn)彎飛到P4,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):(6)(8)吳芳,等:反潛機(jī)磁探儀跟蹤航路規(guī)劃建模與仿真·13·1921
令目標(biāo)實(shí)際位置距離坐標(biāo)原點(diǎn)r,目標(biāo)實(shí)際位置的方位角茲,t=0時,目標(biāo)坐標(biāo)為,則任意時刻t的目標(biāo)位置分布密度函數(shù)可表示為:(1)若航向服從均為分布,即(2)航速服從以經(jīng)濟(jì)航速ve為均值的瑞利分布,即(3)式中,。把式(2)和式(3)代入式(1),得到目標(biāo)在任意時刻t的位置分布的概率密度函數(shù)為:(4)式中,。2磁探儀跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型2.1磁探儀八字形跟蹤潛艇航路規(guī)劃模型假設(shè)潛艇初始航向茲為,反潛機(jī)初始航向琢0為,則磁探儀八字形跟蹤航路[3]如圖1所示。圖1中:D為反潛巡邏機(jī)從P1飛到P4延遲時間內(nèi)潛艇可能的航程;琢T為潛艇概略航向;為航路離散點(diǎn)。根據(jù)磁探儀八字形跟蹤示意圖,整個跟蹤過程可以分為以下兩個部分:1)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向點(diǎn)P4圖2反潛巡邏機(jī)飛往目標(biāo)航向航路規(guī)劃如圖2所示,反潛機(jī)先從初始位置P1點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2點(diǎn),接著從P2點(diǎn)直飛到P3點(diǎn),最后從P3點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)彎飛到目標(biāo)概略位置P4點(diǎn)。設(shè),則,R1為反潛巡邏機(jī)以巡航速度vc轉(zhuǎn)彎時的最小轉(zhuǎn)彎半徑,R2為反潛巡邏機(jī)以跟蹤速度vs轉(zhuǎn)彎時的最小轉(zhuǎn)彎半徑。令O1O2與水平方向夾角為琢O1,則,反潛機(jī)第1次航向調(diào)整位置P2到P3之間直線與水平方向夾角。設(shè)P1點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2點(diǎn)的角度為茁1,P3點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)彎飛到P4的角度為茁2,則:(5)反潛機(jī)從初始位置點(diǎn)P1飛往目標(biāo)航向P4點(diǎn),整個航路規(guī)劃可分為3個過程:①P1順時針轉(zhuǎn)彎飛到P2,飛行時間,航路坐標(biāo)點(diǎn):圖1八字形跟蹤航路示意圖·1
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航母編隊反潛目標(biāo)識別和威脅評估仿真[J]. 陳龍,馬亞平. 火力與指揮控制. 2019(03)
[2]群目標(biāo)偵察航跡規(guī)劃方法[J]. 朱創(chuàng)創(chuàng),梁曉龍,何呂龍,景曉年. 火力與指揮控制. 2018(01)
[3]反潛巡邏機(jī)運(yùn)動態(tài)勢對潛艇磁異常信號的影響分析[J]. 吳芳,吳銘,楊日杰,熊雄. 測試技術(shù)學(xué)報. 2017(04)
[4]潛艇位置散布規(guī)律與搜潛效能評估模型研究[J]. 屈也頻,廖瑛. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2008(12)
本文編號:3497242
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