一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)，其核心技術(shù)在于：完成了魚雷航行參數(shù)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)的融合分析，采用該方案能夠直觀、動(dòng)態(tài)的顯示魚雷及目標(biāo)態(tài)勢、自導(dǎo)檢測結(jié)果和自導(dǎo)搜索扇面等信息，提高了自導(dǎo)系統(tǒng)檢測性能分析的效率和準(zhǔn)確性；本方案能夠在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖上動(dòng)態(tài)顯示設(shè)定周期魚雷位置、目標(biāo)位置、自導(dǎo)搜索扇面及檢測結(jié)果，可簡單有效的分析自導(dǎo)系統(tǒng)的檢測情況和虛警情況，能滿足魚雷實(shí)航態(tài)勢分析的需要。
【專利說明】一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法，首次將自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)與魚雷航行參數(shù)進(jìn)行融合分析，屬于魚雷自導(dǎo)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在魚雷實(shí)航性能分析中，實(shí)航態(tài)勢與自導(dǎo)系統(tǒng)檢測性能是魚雷性能的重要因素。為了更準(zhǔn)確地分析自導(dǎo)魚雷攻擊效果，通常需要對實(shí)航態(tài)勢進(jìn)行分析，主要包括彈道流程、自導(dǎo)系統(tǒng)波束及工作周期等配合的效果，分析自導(dǎo)系統(tǒng)檢測目標(biāo)的有效性以及自導(dǎo)系統(tǒng)檢測結(jié)果的虛警情況。當(dāng)前常用的實(shí)航態(tài)勢分析系統(tǒng)只包含魚雷航行彈道及目標(biāo)航行軌跡數(shù)據(jù)的分析，不包含自導(dǎo)工況與檢測結(jié)果等數(shù)據(jù)，這樣就無法有效分析自導(dǎo)魚雷攻擊效果。為了解決該問題，本發(fā)明首次提出了一種結(jié)合魚雷航行參數(shù)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)的實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法，該發(fā)明能夠直觀、動(dòng)態(tài)的顯示魚雷及目標(biāo)態(tài)勢、自導(dǎo)檢測結(jié)果和自導(dǎo)搜索扇面等信息，極大的提高了實(shí)航態(tài)勢及自導(dǎo)系統(tǒng)檢測性能分析的效率和準(zhǔn)確性，并且通過大量實(shí)航試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，具有很高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法，其核心技術(shù)在于:完成了魚雷航行參數(shù)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)的融合分析，采用該發(fā)明能夠直觀、動(dòng)態(tài)的顯示魚雷及目標(biāo)態(tài)勢、自導(dǎo)檢測結(jié)果和自導(dǎo)搜索扇面等信息，提高了自導(dǎo)系統(tǒng)檢測性能分析的效率和準(zhǔn)確性；本發(fā)明能夠在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖上動(dòng)態(tài)顯示設(shè)定周期魚雷位置、目標(biāo)位置、自導(dǎo)搜索扇面及檢測結(jié)果，可簡單有效的分析自導(dǎo)系統(tǒng)的檢測情況和虛警情況，能滿足魚雷實(shí)航態(tài)勢分析的需要。
[0004]本發(fā)明提出的自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法，包括如下步驟:
[0005]步驟一:讀取魚雷航行參數(shù):
[0006]根據(jù)魚雷航行參數(shù)記錄文件，讀取魚雷航行參數(shù)，包括時(shí)間LeiT(i)、X坐標(biāo)LeiX(i)、Z 坐標(biāo) LeiZ (i)、航向角 LeiAzm(i)。
[0007]步驟二:讀取自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù):
[0008]根據(jù)自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)文件，讀取自導(dǎo)檢測結(jié)果、波束配置及自導(dǎo)系統(tǒng)工況，包括自導(dǎo)周期時(shí)間T (i)、目標(biāo)檢測距離DectectDis (i)、目標(biāo)檢測水平方位DectectAzmH(i)、自導(dǎo)工作周期長度WorkTime (i)、波束寬度B (i)、波束主軸ZhuZhou (i)。
[0009]步驟三:讀取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù):
[0010]根據(jù)界面輸入的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，讀取魚雷發(fā)射時(shí)刻的目標(biāo)位置{TargetXO, TargetZO}、航速TargetVt、航向Θ ,在實(shí)航態(tài)勢分析中假定目標(biāo)勻速直線運(yùn)動(dòng)。
[0011]步驟四:計(jì)算自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)及搜索扇面:
[0012]根據(jù)自導(dǎo)周期時(shí)間T(i)，從魚雷航行參數(shù)中獲取該時(shí)刻魚雷X坐標(biāo)LeiX(i)、魚雷Z坐標(biāo)LeiZ⑴和魚雷航向角LeiAzm⑴；再根據(jù)自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)中目標(biāo)檢測距離DectectDis (i)、目標(biāo)檢測水平方位DectectAzmH(i)計(jì)算自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)DectectX(i)和 DectectZ (i)。計(jì)算公式如下:
[0013]DectectX(i) = LeiX(i)+DectectDis(i)*cos[LeiAzm(i)+DectectAzmH(i)]......(1)
[0014]DectectZ (i) = LeiZ(i)+DectectDis(i)*sin[LeiAzm(i)+DectectAzmH(i)]......(2)
[0015]根據(jù)自導(dǎo)工作周期長度WorkTime(i)、波束寬度B(i)、波束主軸ZhuZhou(i)計(jì)算自導(dǎo)搜索扇面，計(jì)算公式如下:
[0016]ShanMianX(i, k) = LeiX(i)
[0017]......(3)
[0018]+WorkTime(i)*750*cos[LeiAzm(i)+ZhuZhou(i)+k]
[0019]ShanMianZ (i, k) = LeiZ (i)
[0020]......(4)
[0021]+WorkTime(i)*750*sin[LeiAzm(i)+ZhuZhou(i)+k]
[0022]其中，ke {_B(i)，".，Βα)}，水聲傳播中聲速取為1500。最終由{LeiX (i)，LeiZ
(i)}，{ShanMianX (i, k)，ShanMianZ (i, k)}所表示的點(diǎn)連接而成的區(qū)域就是自導(dǎo)搜索扇面。
[0023]步驟六:計(jì)算目標(biāo)位置
[0024]根據(jù)目標(biāo)在魚雷發(fā)射時(shí)刻的位置{TargetXO, TargetZO}、航速TargetVt、航向Θ計(jì)算目標(biāo)在每一周期時(shí)間τα)對應(yīng)的坐標(biāo)，其計(jì)算公式為:
[0025]TargetX (i) = TargetXO+TargetVt*T (i) *cos ( Θ )......(5)
[0026]TargetZ (i) = TargetZO+TargetVt*T (i) *sin ( Θ )......(6)
[0027]最后，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可以根據(jù)需要顯示選定周期的魚雷位置、目標(biāo)位置、自導(dǎo)檢測結(jié)果及搜索扇面
[0028]根據(jù)選定的周期i，直接在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖中繪制魚雷當(dāng)前位置{LeiX⑴，LeiZ⑴}、目標(biāo)位置{TargetX⑴，TargetZ⑴}、自導(dǎo)檢測結(jié)果{DectectX (i), DectectZ (i)},并且連接{LeiX (i), LeiZ (i)}, {ShanMianX (i, k), ShanMianZ(i，k)}組成的區(qū)域表示自導(dǎo)搜索扇面。為了更準(zhǔn)確直觀的分析魚雷實(shí)航態(tài)勢，可以在實(shí)航態(tài)勢圖中顯示魚雷實(shí)航彈道、魚雷航跡、目標(biāo)航跡、歷史周期檢測結(jié)果以及當(dāng)前周期自導(dǎo)工況等信息。
[0029]本發(fā)明有以下區(qū)別于傳統(tǒng)實(shí)航態(tài)勢分析系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢和創(chuàng)新:
[0030]特征1:首次在魚雷實(shí)航態(tài)勢分析中融入自導(dǎo)數(shù)據(jù)
[0031]根據(jù)自導(dǎo)波束配置、檢測結(jié)果以及魚雷航行參數(shù)，在魚雷實(shí)航彈道圖上增加當(dāng)前周期的自導(dǎo)搜索扇面和檢測結(jié)果的動(dòng)態(tài)顯示，該方法能夠提高自導(dǎo)系統(tǒng)檢測性能分析的效率；
[0032]特征2:采用扇形區(qū)域表示自導(dǎo)搜索扇面
[0033]根據(jù)自導(dǎo)系統(tǒng)波束方向、波束寬度以及自導(dǎo)工作周期，計(jì)算魚雷自導(dǎo)搜索扇面，并在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖中以扇形區(qū)域直觀顯示；
[0034]特征3:根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)航行參數(shù)動(dòng)態(tài)顯示目標(biāo)及其航行軌跡
[0035]根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)航行參數(shù)，計(jì)算目標(biāo)當(dāng)前時(shí)刻的位置，并在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖中動(dòng)態(tài)顯示其位置和航行軌跡；
[0036]特征4:在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖中能夠動(dòng)態(tài)顯示自導(dǎo)系統(tǒng)工況及檢測結(jié)果
[0037]根據(jù)自導(dǎo)檢測結(jié)果(水平方位和距離)以及魚雷航行參數(shù)(魚雷當(dāng)前時(shí)刻的坐標(biāo)和航向角)，計(jì)算自導(dǎo)檢測結(jié)果對應(yīng)實(shí)航態(tài)勢圖中的具體位置，在魚雷實(shí)航態(tài)勢圖中動(dòng)態(tài)顯示，并且在圖中顯示當(dāng)前周期的自導(dǎo)系統(tǒng)工況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明提出的一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法流程圖；
[0039]圖2為師實(shí)例中自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析示例圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0041]假設(shè)魚雷航速15m/s，航向角0°，保持直線航行，航行時(shí)間100s，航行參數(shù)保存在魚雷航行參數(shù)記錄文件中；魚雷發(fā)射時(shí)刻，目標(biāo)距離魚雷發(fā)射點(diǎn)2000m，水平方位0°，目標(biāo)航速4m/s，航向30° ;自導(dǎo)系統(tǒng)在魚雷發(fā)射后30s (對應(yīng)第13周期)檢測到目標(biāo)，檢測距離1550m，檢測水平方位4.4°，該周期波束主軸0°，波束寬度10°，自導(dǎo)工作周期長度為3s，自導(dǎo)系統(tǒng)工況為搜索，下面以該周期檢測結(jié)果為例來描述具體步驟。
[0042]步驟I,讀取魚雷航行參數(shù)。根據(jù)上述設(shè)定時(shí)間LeiT為O至100s,航向角LeiAzm=O, Z 坐標(biāo) LeiZ = O, X 坐標(biāo) LeiX = 15*LeiT。
[0043]步驟2，讀取自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)上述設(shè)定第13周期對應(yīng)的自導(dǎo)周期時(shí)間T(13)=30,目標(biāo)檢測距離DectectDis (13) = 1500,目標(biāo)檢測水平方位DectectAzmH(13) = 5,自導(dǎo)工作周期長度WorkTime (13) =3、波束寬度Β(13) = 10、波束主軸ZhuZhou(13) = O。
[0044]步驟3，讀取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。根據(jù)上述設(shè)定魚雷發(fā)射時(shí)刻的目標(biāo)位置{TargetXO, TargetZO}為{2000，0},目標(biāo)航速 TargetVt = 4,航向 Θ =30。。
[0045]步驟4，計(jì)算自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)及搜索扇面。根據(jù)上述設(shè)定，第13周期對應(yīng)的LeiT(13)為 30s，LeiX(13) = 15*30 = 450，DectectX(13) = 450+1550*sin[0+4.4]=1995.4，DectectZ (13) = 0+1550*sin [0+4.4] = 118.9，即第 13 周期自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)為(1995.4，118.9)。
[0046]根據(jù)自導(dǎo)工作周期長度WorkTime (13) =3、波束寬度B(13) = 10、波束主軸ZhuZhou(13) =0，ke {-10，…，10}計(jì)算自導(dǎo)搜索扇面。ShanMianX(13) = {2665, 2672, 2678，2683, 2687, 2691，2694, 2696，2698，2699，2700, 2699，2698，2696，2694, 2691，2687, 2683, 2678, 2672, 2665] ；ShanMianZ(13) = {-391，-352，-314，-275，-236，-197，-157，-118，-79，-40，O, 39，78，117，156，196，235，274，313，351，390}。
[0047]步驟5，計(jì)算目標(biāo)位置。TargetX (13) = 2000+4*30*cos (30) = 2104, TargetZ (13)=0+4*30*sin (30) = 60。
[0048]步驟6，顯示選定周期的魚雷位置、目標(biāo)位置、自導(dǎo)檢測結(jié)果及搜索扇面。最終顯示結(jié)果如附圖2所示。
【權(quán)利要求】
1.一種自導(dǎo)魚雷實(shí)航態(tài)勢數(shù)據(jù)融合分析方法，包括如下步驟: 步驟一:讀取魚雷航行參數(shù):包括時(shí)間LeiT (i)、X坐標(biāo)LeiX (i)、Z坐標(biāo)LeiZ (i)、航向角 LeiAzm(i)； 步驟二:讀取自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù):包括自導(dǎo)周期時(shí)間T (i)、目標(biāo)檢測距離DectectDis (i)、目標(biāo)檢測水平方位DectectAzmHa)、自導(dǎo)工作周期長度WorkTime (i)、波束寬度B (i)、波束主軸 ZhuZhou (i)； 步驟三:讀取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù):包括魚雷發(fā)射時(shí)刻的目標(biāo)位置{TargetXO，TargetZO}、航速TargetVt、航向Θ ,在實(shí)航態(tài)勢分析中假定目標(biāo)勻速直線運(yùn)動(dòng)； 步驟四:計(jì)算自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)及搜索扇面: 根據(jù)自導(dǎo)周期時(shí)間T(i)，從魚雷航行參數(shù)中獲取該時(shí)刻魚雷X坐標(biāo)LeiX(i)、魚雷Z坐標(biāo)LeiZ⑴和魚雷航向角LeiAzm⑴；再根據(jù)自導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)中目標(biāo)檢測距離DectectDis⑴、目標(biāo)檢測水平方位DectectAzmH⑴計(jì)算自導(dǎo)檢測的目標(biāo)坐標(biāo)DectectX (i)和 DectectZ (i)。計(jì)算公式如下:
DectectX (i) = LeiX(i)+DectectDis(i)*cos[LeiAzm(i)+DectectAzmH(i)]......(I)
DectectZ (i) = LeiZ(i)+DectectDis(i)*sin[LeiAzm(i)+DectectAzmH(i)]......(2) 根據(jù)自導(dǎo)工作周期長度WorkTime (i)、波束寬度B (i)、波束主軸ZhuZhou (i)計(jì)算自導(dǎo)搜索扇面，計(jì)算公式如下:
ShanMianX(i, k) = LeiX(i) ……⑶
+WorkTime(i)*750*cos[LeiAzm(i)+ZhuZhou(i)+k]
ShanMianZ(i, k) = LeiZ (i) ……⑷
+WorkTime(i)*750*sin[LeiAzm(i)+ZhuZhou(i)+k] 其中，ke {-B(i)，…^⑴}，水聲傳播中聲速取為1500。最終由{LeiX(i)，LeiZ(i)}，{ShanMianX(i, k), ShanMianZ(i, k)}所表示的點(diǎn)連接而成的區(qū)域就是自導(dǎo)搜索扇面。 步驟六:計(jì)算目標(biāo)位置 根據(jù)目標(biāo)在魚雷發(fā)射時(shí)刻的位置{TargetXO, TargetZO}、航速TargetVt、航向Θ計(jì)算目標(biāo)在每一周期時(shí)間T(i)對應(yīng)的坐標(biāo)，其計(jì)算公式為:
TargetX (i) = TargetXO+TargetVt*T(i)*cos(θ )......(5) TargetZ(i) = TargetZO+TargetVt*T(i)*sin(Θ)......(6)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104331608SQ201410566464
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】李永勝, 張?jiān)＝? 劉秀, 張海燕, 嚴(yán)冰 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇五研究所