魏铁涛，王剑薇，屈香菊

(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191)

引言

基于分层规划的思想，飞行器的航迹规划一般可分为离线航迹规划和在线航迹规划两个阶段［1］。其中，离线航迹规划通常在起飞前进行，根据当时已知的环境和任务信息，生成折线形式的参考航迹，飞行器沿此参考航迹在安全走廊内飞行［2］。但由于离线航迹规划通常没有考虑飞行器的机动性约束，所以得到的航迹不可直接使用，还需要进一步进行更细致的规划，即分层规划的第二层——在线航迹规划。

在线航迹规划的任务，是在飞行过程中利用较细致的实时环境与任务信息，在以参考航迹为中线的安全走廊内规划出一条安全可飞的可行航迹。可行航迹在飞行器的控制中起到导引的作用，飞控系统以此为指令信息引导飞行器按预定航迹飞行，通常也被称为指令航迹。指令航迹应该尽量贴近参考航迹，使得两者间的偏差尽可能小，并满足飞行器的机动性能约束。因此，在线航迹规划属于带约束的最优控制问题。当飞行器在动态环境下执行任务时，环境信息的改变有可能导致预先规划得到的参考航迹不可用，需要重新规划出新的参考航迹才能满足环境约束。在这种情况下，在线航迹规划需要兼顾快速性与精确性，在较短的时间内为飞行器生成新的指令航迹，引导飞行器安全飞行。

大多数军用和民用的在线航迹规划问题都是采用固定时域的优化方法，单纯以指令航迹与参考航迹之间的航迹偏差最小为优化目标。……