威胁联网环境下多无人机协同控制
作者： 符小卫，高晓光 著
出版时间：2018年版
内容简介
无人机越来越多地应用于各种各样的军事任务中。在执行任务时，无人机面临着越来越复杂的威胁环境。威胁联网就是无人机所要面对的一种典型环境。《威胁联网环境下多无人机协同控制》系统介绍威胁联网对无人机生存率和无人机执行任务的影响，并深入分析威胁联网概念，建立准确可靠的威胁联网数学模型，设计威胁联网下的基于多步寻优搜索的无人机突防航迹在线规划方法，研究威胁联网下多无人机协同突防与攻击及协同欺骗干扰的一些控制方法。《威胁联网环境下多无人机协同控制》紧紧围绕威胁联网问题，深入分析相关概念，建立相关模型，并设计相关方法，为威胁联网下的多无人机协同控制提出了较为系统的解决方案。
目 录
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 2
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 无人机的发展现状 2
1.2.2 威胁联网研究现状 3
1.2.3 多无人机协同控制研究现状 4
第2章 威胁联网与分析 6
2.1 威胁联网的基本概念 6
2.1.1 基本概念 6
2.1.2 基本组成 7
2.2 威胁联网基本框架结构 7
2.2.1 防空威胁联网部署结构 7
2.2.2 威胁联网指挥控制体系结构 9
2.2.3 威胁联网的数据融合 10
2.3 威胁联网作战基本原理 14
2.3.1 威胁联网防空对抗过程 14
2.3.2 威胁联网对雷达探测的影响 16
2.3.3 威胁联网的火力协同技术 17
2.4 威胁联网的电磁对抗性能 18
2.4.1 抗隐身特性 19
2.4.2 抗低空突防特性 21
2.4.3 抗毁/反辐射导弹攻击特性 22
2.4.4 抗干扰特性 23
2.5 本章小结 24
第3章 威胁联网的数学模型 26
3.1 威胁联网信息交互性能 26
3.1.1 信息交互层次结构 27
3.1.2 信息交互类型与传输路由选择 28
3.2 威胁联网的通信模型 29
3.2.1 通信可靠性模型 29
3.2.2 通信服务质量模型 30
3.2.3 基于NS2的通信模型仿真验证 32
3.3 防空雷达协同探测模型 35
3.3.1 雷达主要战术性能指标和技术参数 35
3.3.2 单雷达累计发现概率模型 36
3.3.3 威胁联网下的组网探测概率模型 37
3.4 防空火力协同杀伤概率模型 39
3.4.1 威胁联网协同防御模型分析 39
3.4.2 联合杀伤概率模型 41
3.5 威胁代价模型 41
3.6 本章小结 42
第4章 威胁联网下的航迹规划 43
4.1 无人机的模型 43
4.1.1 无人机运动模型 43
4.1.2 无人机动态RCS模型 44
4.2 规划空间的构造 45
4.2.1 地形数据的平滑处理及安全曲面的建立 46
4.2.2 地形遮蔽雷达盲区的计算方法 49
4.2.3 规划边界约束/禁飞区模型 50
4.3 制导武器/反辐射导弹攻击问题 51
4.3.1 武器可发射区模型 51
4.3.2 攻击区模型 53
4.3.3 自主攻击决策问题 53
4.4 航路规划算法 53
4.4.1 威胁联网下的航迹规划算法结构 54
4.4.2 航迹节点搜索策略 55
4.4.3 传统A算法规划模型分析 59
4.4.4 基于MPC思想的多步寻优搜索算法规划模型设计 63
4.5 仿真与分析 70
4.5.1 实验参数设计 71
4.5.2 威胁联网通信参数设置 73
4.5.3 实验仿真情形设置 73
4.5.4 仿真实验与分析 73
4.6 比较与分析 80
4.6.1 方法对比分析 80
4.6.2 结论 83
4.7 本章小结 84
第5章 多无人机协同攻击联网目标 85
5.1 多无人机协同攻击问题 85
5.2 分布式求解方法 86
5.2.1 多机网络通信关系模型 86
5.2.2 分布式控制结构 88
5.3 航迹规划算法 90
5.3.1 代价函数设计 90
5.3.2 算法流程设计 91
5.4 一致性控制算法 92
5.4.1 基本一致性控制算法 93
5.4.2 有虚拟Leader的一致性控制算法 94
5.4.3 带参快速一致性控制算法 95
5.4.4 带状态观测器的一致性控制算法 97
5.5 分布式求解步骤 98
5.6 多机协同攻击联网目标仿真实验 99
5.6.1 仿真参数设置 99
5.6.2 航迹规划仿真结果 101
5.6.3 轨迹控制仿真结果 102
5.7 本章小结 108
第6章 多机协同电子欺骗干扰联网威胁 109
6.1 航迹欺骗概述 109
6.1.1 假目标航迹欺骗的优势 109
6.1.2 航迹欺骗的技术要求 110
6.1.3 威胁联网对航迹欺骗的影响 111
6.2 协同欺骗干扰的技术原理 112
6.2.1 脉冲雷达的测距原理 112
6.2.2 距离延迟技术 112
6.2.3 噪声压制干扰 113
6.2.4 基于航迹欺骗的复合干扰原理 114
6.3 协同欺骗干扰的数学模型 115
6.3.1 单机欺骗单部雷达 115
6.3.2 多机协同欺骗多部雷达 119
6.3.3 小型干扰机复合压制干扰 120
6.3.4 **控制问题模型 122
6.3.5 梯度法求解步骤 124
6.4 多机协同欺骗干扰联网威胁仿真实验 126
6.4.1 仿真参数设置 126
6.4.2 单机欺骗单机压制仿真结果 126
6.4.3 多机协同复合干扰仿真结果 128
6.5 本章小结 129
参考文献 130
附录 威胁模型 134
