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申请/专利权人：江南机电设计研究所

摘要：本发明提供了一种防空武器作战部署算法，包括如下步骤：①构建损失函数；②确定地理模型；③确定部署模型；④求解部署模型。本发明能够综合考虑防空武器的战场环境、部署位置、掩护能力等约束条件，以获取最优部署方案为目标，给出防空武器部署优化模型，以实现对多要地全方位最大掩护为目标，通过对该模型求解最优解，获得防空武器作战部署方案，自动给出有效的防空武器部署展示图，有益于为指挥员快速提供防空武器系统初始优化部署方案，降低人工操作失误概率。

主权项：1.一种防空武器作战部署算法，其特征在于：包括如下步骤：①构建损失函数：根据防空武器对保卫要地的掩护范围，构建防空武器对保卫要地的掩护损失函数；②确定地理模型：构建地理空间模型，地理空间模型基于网格区分可部署区域和不可部署区域；③确定部署模型：以多个防空武器对保卫要地的掩护损失函数计算值最小化为目标，以地理空间模型为约束，建立防空武器部署优化模型；④求解部署模型：采用遗传算法或粒子群算法对防空武器部署优化模型进行求解，得到最佳部署方案；具体采用如下步骤：步骤S101，确定并量化防空武器对保卫要地的掩护范围，设计防空武器对某一要地的掩护损失函数，获取多要地掩护损失函数；步骤S102，确定地理环境模型，给出环境模型及其约束环境；步骤S103，确定防空武器部署优化模型，并采用基于网格地图的遗传算法对所述防空武器部署模型进行求解，通过设置各型号武器配置的个数与环境模型，自动生成当前武器配置情况下的最优部署展示图；确定防空武器对保卫要地的掩护范围，包括：1当Rmaxrtf、0≤rb≤rtf-Rmax时，2当Rmaxrtf、rbrtf-Rmax时，且θp＝θj或θp＝π-θj时， 3当Rmaxrtf、0≤rb≤Rmax-rtf时， 4当Rmaxrtf、rbRmax-rtf、rb≤Pmax时，5当Rmaxrtf、rbRmax-rtf、时， 其中，rtf为投弹圈半径、rb为防空武器与要地中心距离、Rmax为最大杀伤半径、Pmax为最大航路捷径；将要地360°方向离散化为360度，即K＝360，计算基础安全向量计算方法为： 其中，c为来袭方向对应的的下标，Tk为下标到c的距离，取值范围[0,K2]，其对应未离散化前的值为θ，取值范围为[0,180°]；up、low、a、b均为可设定的参数，up为基础安全度的上限，low为基础安全度的下限；根据掩护范围中的rtf，针对远程、中程、近程防空武器，建立防卫半径并分别计算其中YHi,j为武器i对要地j的掩护向量，以此为基础计算出每个要地的远程掩护值向量中程掩护值向量近程掩护值向量计算公式如下： 其中，e1、e2∈[0,1]为算法中可设置的参数，为基础安全度，是指掩护值向量合成运算，计算原理如下： 综合以上因素，建立要部署的武器i对要地j的损失函数设计如下： K为将保卫要地360°方向离散化后的最大下标；考虑要地的远程掩护值向量中程掩护值向量近程掩护值向量要地j的掩护损失函数为： 在考虑实际场景中防空武器需要对多个要地进行掩护，设计多要地掩护损失函数如下： 其中，M为要地数目，为所有防空武器对要地m的掩护损失函数，ηm为要地m的重要性加权，LossYH_sum为所有防空武器对所有要地的掩护损失函数；确定地理环境模型，采取网格量化方法来量化防空武器部署环境，包括：环境量化在二维空间中展开，将防卫区域利用水平线和垂直线构成的网格划分为n×n的离散区域；每个网格单元均为部署的基本单元，即要地与防空武器均位于某个网格上；环境模型中存在河流、高低起伏等不可部署区域；针对部署情况I，确定防空武器部署优化模型，建立目标优化模型如下：目标函数：约束条件：s.t.不同防空武器不可处于同一网格单元；防空武器不可部署在不可部署区域；采用基于网格地图的遗传算法对所述防空武器部署优化模型进行求解，通过设置各型号武器配置的个数与环境模型，自动生成当前武器配置情况下的最优部署展示图，算法流程如下：1利用坐标对防空武器部署位置进行编码；2按照编码方法，随机产生种群，确定个体适应度：fitnessI＝-LossYH_sumI-mini-LossYH_sumIi3用轮盘赌策略确定个体的累计概率： 4按照位置均匀交叉和近邻变异方法，生成新的个体，判断其是否非法解，是则重新变异或交叉，否则继续；5对种群内所有染色体适应度进行评价，更新最优染色体；6判断是否符合终止准则，若符合，输出最佳个体及最优解；所述防空武器对保卫要地的掩护范围有约束条件，该约束条件采用如下公式计算： 其中，空袭方位角α∈-π,π]是载机空袭方向与基准线夹角，航路捷径P为地面防空武器到载机航路水平面投影的最短距离；掩护纵深Rn指载机到达投弹圈前穿过要地防空火力圈的距离；为掩护范围。

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