基于最小沖突概率的航跡規(guī)劃方法研究

官俊蒙，張鐘錚，麻麗俊

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原 030006）

0 引言

一體化聯(lián)合作戰(zhàn)條件下陸軍作戰(zhàn)力量與武器裝備的用空需求急劇增加，空域成為一種重要的作戰(zhàn)資源。為提升空域飛行器間協(xié)同能力與整體的作戰(zhàn)效能，保障用空安全，降低空域管制負(fù)荷，需要對空域資源合理規(guī)劃，在計劃階段對可能存在的沖突進(jìn)行消解。計劃階段對陸戰(zhàn)場飛行器航跡進(jìn)行規(guī)劃，使飛行器在滿足作戰(zhàn)計劃前提下，空域沖突概率盡可能小，從而提升作戰(zhàn)效能。

目前，國內(nèi)陸戰(zhàn)場空域管理尚在需求分析階段，而外軍尤其是美軍，根據(jù)多次戰(zhàn)爭的經(jīng)驗和教訓(xùn)，不斷迭代發(fā)展形成較為完備的戰(zhàn)術(shù)空管控制理論；在航跡規(guī)劃與預(yù)測方面，國內(nèi)外學(xué)者在現(xiàn)行空管條件下展開了大量研究工作，美國聯(lián)邦航空局和歐控組織分別建立了航空器基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，并采用基于動力學(xué)模型的方法，實現(xiàn)了對航跡的實時預(yù)測，國內(nèi)有張軍峰、郝思琪等考慮駕駛員飛行意圖對飛行器航跡進(jìn)行預(yù)測與規(guī)劃。

本文基于四維航跡對飛行器在運(yùn)動空間中可能出現(xiàn)位置的概率進(jìn)行計算，并建立網(wǎng)格化空域模型推算沖突概率，使用改進(jìn)的A*算法在計劃階段進(jìn)行航跡規(guī)劃，降低飛行器間的沖突概率。

1 空域模型建立

1.1 飛行器運(yùn)動空間概率分布模型建立

考慮飛行器巡航階段，忽略高度層變化，基于飛行器速度約束條件和目標(biāo)點(diǎn)可到達(dá)約束條件，描述飛行器運(yùn)動空間范圍……