动态威胁环境下单无人机测向定位航迹优化算法*
2021-10-10陈方正郝绍杰
国防科技大学学报 2021年5期
关键词:优化
陈方正,郝绍杰
(中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555)
随着无人机(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)技术的发展,将UAV平台作为机动观测站,搭载测向设备对敌方目标进行探测定位越发受到重视。单站测向定位是指利用运动的单个观测站在不同位置测得的目标方位角信息[1],结合某种估计算法实现对目标的快速定位和跟踪。测向手段既可以是传统意义上的无线电测向,也可以是利用光电设备的测向[2]。利用UAV等单观测站进行测向定位航迹优化问题的本质是研究如何通过优化观测平台的运动轨迹来提升对目标预测的可观测性问题。目前比较有代表性的方法包括,基于Fisher信息矩阵(Fisher Information Matrix, FIM)及其变形形式的最优航迹规划算法[3-6],以方位角度变化率最大为目标的航迹优化算法[7],以定位误差几何因子(Geometrical Dilution Of Precision,GDOP)最小化为目标的最优定位航迹优化算法[8],以滤波协方差最小为准则的航迹优化算法[9],以及将上述多种目标函数结合的航迹优化算法[10]等。
然而这些研究大多基于理想空间条件下,即未考虑UAV等单观测站定位航迹受威胁和障碍等约束条件的影响,限制了单站测向定位的实际应用,因此近年来结合复杂的飞行环境,进行测向定位航迹优化成为研究的热点。He等[11]研究了在威胁障碍环境下机动单站对静止和机动目标定位的最优机动策略。吴昊等[12]考虑多种战场威胁约束,通过打分函数引导路径选择,得到在约束条件下的UAV最优定位航迹。由于定位问题的特殊性,事先并不能知道目标的确切位置,因此需要UAV等单观测站边定位边规划。……
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