一种面向预警机PD雷达的低可探测突防方法与流程

技术特征：
1.一种面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，该方法包括：构建包括预警机、目标及飞行背景的复合场景运动模型，根据预警机与目标的空间关系、目标rcs及雷达探测距离方程，制定不同阶段目标对抗雷达探测威胁的突防策略：第一阶段，目标沿目标飞行基线方向飞行，以最快速度抵近飞行目的地；第二阶段，目标实时调整航迹，使在雷达照射目标的时刻，二者相对径向速度为零或小于某阈值；第三阶段，目标沿目标飞行基线方向飞行，以最快速度抵近飞行目的地。2.如权利要求1所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，所述构建包括预警机、目标及飞行背景的复合场景运动模型具体包括：以目标要到达的飞行目的地所在位置为坐标原点构建全局坐标系；假设预警机和目标飞行高度均不变，且均以固定速度巡航，速度分别记为v
r
(t)和v
t
(t)；定义目标与飞行目的地的连线在水平面内的投影为目标飞行基线；将目标看作单个质点，初始时刻t0时，目标在全局坐标下的坐标为(x
t
(t0),y
t
(t0),z
t
(t0))；预警机pd雷达相邻扫描周期内，目标相对于雷达位置关系变化忽略；以预警机pd雷达扫描一周的时间δt，将观测时间t离散成n个离散射时间点，记为t
i
，i＝1,2,
…
,n；假设在观测时刻t
i
，i＝1,2,
…
,n，雷达刚好照射到目标，则该时刻目标在全局坐标系下的坐标为式中，x
t
(t
i-1
)、y
t
(t
i-1
)、z
t
(t
i-1
)为雷达上一时刻照射目标时，目标所在的位置，v
t,x
(t
i-1
)、v
t,y
(t
i-1
)分别为对应时刻沿x和y方向的速度分量；任意观测时刻t
i
，i＝1,2,
…
,n，目标距离目标飞行目的地距离表示为同理可以获得任意观测t
i
时刻雷达在全局坐标系下的坐标(x
r
(t
i
),y
r
)t
i
),z
r
(t
i
))，综合考虑目标绕本体坐标系3自由度的旋转运动导致的目标姿态变化，根据坐标转换原理，雷达在目标本体坐标系下的位置可以表示为式中，λ(t
i
)为目标3自由度的转动引起的旋转矩阵，为目标方位角、俯仰角、横滚角的函数。3.如权利要求2所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，飞行背景为海面、陆地或天空。4.如权利要求2所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，预警机与目标的空间关系、目标rcs及雷达探测距离方程为：在任意观测t
i
时刻，由雷达在目标本体坐标系下的位置，雷达视线相对于目标的俯仰角和方位角表示为
式中，r
d
(t
i
)为雷达与目标的径向距离，表示为通过仿真计算获得目标全空域静态rcs数据，然后根据雷达视线相对于目标的俯仰和方位角，得到任意观测t
i
，i＝1,2,
…
,n时刻，目标朝向雷达方向的rcs值σ(t
i
)；根据雷达方程构建任意观测t
i
，i＝1,2,
…
,n时刻的雷达探测距离方程为：式中，r
dmax
(t
i
)为t
i
时刻雷达探测距离，σ(t
i
)为t
i
时刻目标朝向雷达方向的rcs，p
t
为雷达发射功率，g
t
为雷达发射天线增益，g
r
为雷达接收天线增益，λ为雷达波长，s
imin
为雷达接收机灵敏度，l为雷达系统损耗。5.如权利要求4所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，所述第一阶段目标对抗雷达探测威胁的突防策略为：如果满足条件：r
d
(t
i
)＞r
dmax
(t
i
),r
t
(t
i
)＞r0，r0为目标强行突防的最大允许距离，即目标处于雷达探测威力范围以外，且不满足强行突防条件；目标飞行执行突防策略1：目标沿目标飞行基线方向飞行，以最快速度抵近飞行目的地；根据式(1)，在第t
i 1
，i＝1,
…
,n时刻，目标在全局坐标系下的位置表示为其中，目标各个方向的速度为其中，目标各个方向的速度为v
t,z
(t
i
)＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，v
t
为目标的速度。6.如权利要求4所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，所述第二阶段目标对抗雷达探测威胁的突防策略为：如果满足条件：r
d
(t
i
)≤r
dmax
(t
i
),r
t
(t
i
)＞r0，r0为目标强行突防的最大允许距离，即目标已进入雷达的探测威力范围内，但不满足强行突防条件；目标飞行执行突防策略2：根据目标与雷达随时间变化的空间关系，实时调整目标飞行速度，使在雷达照射目标的时刻，二
者相对径向速度为零或小于某阈值；此时，目标雷达回波多普勒频率落入pd雷达杂波区内；具体实现方式如下：任意t
i
，i＝1,
…
,n时刻，雷达与飞行器的径向距离的单位矢量为式中，i
x
、i
y
、i
z
分别为全局坐标系x、y和z轴方向的单位矢量；目标运动速度为v
t
(t
i
)＝[v
t,x
(t
i
)
·
i
x
,v
t,y
(t
i
)
·
i
y
,0]
]t
，当满足条件v
t
(t
i
)
t
·
i
d
(t
i
)＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)即此时，飞行器速度沿pd雷达径向方向分量为0，目标回波与pd雷达主瓣杂波在多普勒域无法分辨，增加pd雷达探测和识别目标的难度；目标以固定速度v
t
巡航，满足联立式(14)和(15)，求解分别获得两组v
t,x
(t
i
)、v
t,y
(t
i
)的解；任意时刻，以目标抵近飞行目的地为约束，要求目标速度与目标飞行基线夹角越小越好，且应不超过90
°
，此时满足如下关系至此，获得v
t,x
(t
i
)、v
t,y
(t
i
)的唯一解。7.如权利要求6所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，所述阈值为pd雷达最小可检测速度。8.如权利要求6所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，当pd雷达利用距离和多普勒二维联合处理目标探测识别时，还应使目标回波与雷达主瓣杂波位于同一距离单元内。9.如权利要求8所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，当pd雷达利用距离和多普勒二维联合处理目标探测识别时，目标飞行高度应满足式中，δr为pd雷达的径向分辨率，即最小距离单元，δr＝cτ/2，c为光速，τ为脉宽；根据式(17)和式(16)获得第t
i 1
时刻，目标在全局坐标系下的坐标。10.如权利要求5所述的面向预警机pd雷达的低可探测突防方法，其特征在于，所述第
三阶段目标对抗雷达探测威胁的突防策略为：如果满足条件：r
t
(t
i
)≤r0，r0为目标强行突防的最大允许距离，目标距离飞行目的地已经很近，则目标飞行执行突防策略1：目标沿目标飞行基线方向飞行，以最快速度抵近飞行目的地；根据式(8)、(9)、(10)、(11)，获得第t
i 1
时刻，目标在全局坐标系下的位置，直至目标抵达飞行目标点。

技术总结
本发明涉及一种面向预警机PD雷达的低可探测突防方法，属于飞行器突防技术领域。本发明构建包含预警机、目标及飞行背景的复合场景运动模型，根据预警机与目标的空间关系、目标RCS及雷达探测距离方程，制定不同阶段目标对抗雷达探测威胁的突防策略：第一阶段，目标沿目标飞行基线方向飞行，使其以最快速度抵近飞行目的地；第二阶段，目标实时调整航迹，使在雷达照射目标的时刻，二者相对径向速度为零或小于某阈值(PD雷达最小可检测速度)；第三阶段，目标沿目标飞行基线方向飞行，使其以最快速度抵近飞行目的地。本方法将目标散射特征和运动特性相结合，解决传统战术规避不适用于对抗预警机PD雷达探测的问题，具有更贴近于实际应用场景的特点。场景的特点。场景的特点。


技术研发人员：唐建国 郝璐 郑理 武振波 王瑞
受保护的技术使用者：北京机电工程研究所
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/13