一种高超声速导弹突防方法、装置、介质及产品

本发明涉及高超声速导弹突防，特别是涉及一种多拦截弹拦截情况下的高超声速导弹突防方法、装置、介质及产品。

背景技术：

1、高超声速导弹具有速度快、攻击范围广、机动能力强的优点，在现代战争中具有重要的战略价值。随着防空反导技术的快速发展，两枚以上的拦截弹能够针对性地对处于不同飞行阶段的高超声速导弹进行协同拦截，导致高超声速导弹的战略威慑能力被削弱。因此，提高高超声速导弹的生存能力有着迫切的需求，而采用机动协同突防的方式能够通过利用高超声速导弹的高机动性规避拦截弹的协同拦截，提高高超声速导弹的生存能力，使其成为一种突防能力强、打击精确度高的现代化武器。

2、目前，在高超声速导弹突防问题的研究中，早期通常采用蛇形机动、螺旋机动等预先设置好的方式实现突防，或者是采用避障航迹规划的方法，例如gauss伪谱法、预测校正法等传统算法，或者蚁群算法、蜂群算法等智能算法，通过规避威胁区进行突防。但是，在现在的实际战场中，预设机动模式的导弹缺乏灵活性，容易被拦截弹识别出并进行拦截；基于威胁区规避的突防方法可能会导致导弹绕远路，消耗过多的能量，从而影响后续打击目标的末速度。

3、近年来，高超声速导弹突防技术是一个研究热点，在国防工业中受到很高的关注，但截至目前，大部分突防研究成果只考虑了进攻方导弹遭遇单枚拦截弹的情况，考虑进攻方导弹遭遇两枚以上拦截弹的突防研究较少。

4、对于高超声速导弹而言，弹道优化是实现突防的一种有效的方法。王博改良了蚁群算法来优化飞行器的轨迹，提高了高超声速飞行器的突防能力。jorris和cobb研究了高超声速飞行器受到禁飞区限制和路径点约束的二维平面轨迹规划，并且将该轨迹优化方法扩展到了针对高超声速滑翔飞行器的三维轨迹的研究当中。高超声速导弹按照优化的弹道飞行，在攻防对抗中依然存在被拦截弹识别并针对性拦截的风险。考虑攻防双方的对抗，微分对策理论也最早在高超声速导弹突防研究中得到应用。孙守明等人基于微分对策对中段机动突防进行研究，得到攻防对抗双方制导律的最优解。张士熊设计了一种以视线倾角和视线偏角的变化率作为微分对策理论的控制变量的机动突防制导律。微分对策方法需要全面知道拦截弹的信息，在实际作战过程中，信息的获取存在局限性，难以实用。另一个重要的实用化方法是采用弹头机动技术。高普云设计了一种基于脉冲点火弹头空间机动的被动段弹道设计方法，提高进攻方导弹的突防能力。针对拦截威胁，trotman和mauro在机动突防技术领域的研究中通常针对导弹飞行过程的某段，设计机动突防制导律。张科南根据飞行任务中的路径点和禁飞区分布与类型，设计了多种机动突防模式。

5、基于现有的研究可以发现，对于高超声速导弹突防的问题，只有少部分的研究提到了导弹遭遇两枚拦截弹进行突防的问题，并且截至目前，在考虑真实环境噪声以及导弹执行机构误差的情况下，还没有一种当导弹面临两枚拦截弹时，通过机动躲避提高导弹突防成功率的方法。

6、高超声速导弹的躲避型突防策略是指在其弹道末段，进攻方高超声速导弹按照特定程序，控制舵面转动或弹头机动，使弹体在三维空间中的飞行轨迹发生改变，避开拦截弹。然而在实际作战环境中，导弹导引头的噪声，导弹执行机构的误差不可避免地会存在。并且导弹的机动能力会受到自身重量、所携带的燃料等因素的限制，进行突防的能量有限，因此需要考虑环境误差，在特定时机、设置特定机动过载的实现导弹的有效突防。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高超声速导弹突防方法、装置、介质及产品，可提升高超声速导弹面对两枚拦截弹的突防能力，提高了突防成功率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种高超声速导弹突防方法，包括：

4、获取高超声速导弹、第一拦截弹和第二拦截弹的初始参数；所述初始参数包括初始位置和初始速度；

5、根据高超声速导弹、第一拦截弹和第二拦截弹的初始参数计算第一拦截弹的命中时间和第二拦截弹的命中时间；命中时间为拦截弹命中高超声速导弹的预估飞行时间；

6、根据所述第一拦截弹的命中时间和所述第二拦截弹的命中时间确定所述高超声速导弹的预测飞行时间；

7、根据所述预测飞行时间确定所述高超声速导弹进行躲避机动的机动起始时刻和机动结束时刻；根据所述高超声速导弹进行躲避机动的机动起始时刻和机动结束时刻确定机动时间区间；根据所述机动时间区间、所述高超声速导弹的额外过载以及机动突防制导模型确定若干初始突防参数组合；每一所述初始突防参数组合包括机动起始时刻、机动结束时刻、额外过载、第一脱靶量和第二脱靶量；所述第一脱靶量和所述第二脱靶量分别为第一拦截弹和第二拦截弹对高超声速导弹的脱靶量；

8、根据突防条件对所有初始突防参数组合进行筛选，得到若干特定突防参数组合；所述突防条件为对高超声速导弹对第一拦截弹和第二拦截弹实现突防的约束条件；

9、对于每一所述特定突防参数组合，将所述特定突防参数组合中的机动起始时刻、机动结束时刻、额外过载、第一脱靶量和第二脱靶量输入突防效能评价函数中，得到每一所述特定突防参数组合对应的突防效能评价值；

10、根据所有特定突防参数组合对应的突防效能评价值确定最优突防参数组合；所述最优突防参数组合用于高超声速导弹对第一拦截弹和第二拦截弹进行协同突防。

11、一种计算机装置，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述一种高超声速导弹突防方法的步骤。

12、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述一种高超声速导弹突防方法的步骤。

13、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述一种高超声速导弹突防方法的步骤。

14、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种高超声速导弹突防方法、装置、介质及产品，获取高超声速导弹、第一拦截弹和第二拦截弹的初始参数；初始参数包括初始位置和初始速度；根据高超声速导弹、第一拦截弹和第二拦截弹的初始参数计算第一拦截弹的命中时间和第二拦截弹的命中时间；命中时间为拦截弹命中高超声速导弹的预估飞行时间；根据第一拦截弹的命中时间和第二拦截弹的命中时间确定高超声速导弹的预测飞行时间；根据预测飞行时间确定高超声速导弹进行躲避机动的机动起始时刻和机动结束时刻；根据高超声速导弹进行躲避机动的机动起始时刻和机动结束时刻确定机动时间区间；根据机动时间区间、高超声速导弹的额外过载以及机动突防制导模型确定若干初始突防参数组合；每一初始突防参数组合包括机动起始时刻、机动结束时刻、额外过载、第一脱靶量和第二脱靶量；第一脱靶量和第二脱靶量分别为第一拦截弹和第二拦截弹对高超声速导弹的脱靶量；对初始突防参数组合进行筛选得到若干特定突防参数组合；通过突防效能评价函数计算每一特定突防参数组合的突防效能评价值；根据所有特定突防参数组合对应的突防效能评价值确定最优突防参数组合。本发明通过在线优化对高超声速导弹突防的关键参数(机动起始时刻、机动结束时刻、额外过载、第一脱靶量和第二脱靶量)进行优化，得到了包括最优额外过载和机动时间的高超声速导弹突防关键参数，提高了高超声速导弹面对两枚拦截弹的突防能力。在关键参数存在环境误差的情况下，仍然可以明显提高高超声速导弹的突防成功率。