《反艦導彈航路規(guī)劃技術》系統(tǒng)、深入地闡述了反艦導彈航路規(guī)劃的相關技術，主要包括航路規(guī)劃的基本概念，反艦導彈航路規(guī)劃的數(shù)學描述，反艦導彈航路規(guī)劃所涉及的大地主題問題、地理信息和威脅信息的處理方法�！斗磁瀸椇铰芬�(guī)劃技術》詳細闡述了多種反艦導彈航路規(guī)劃算法，并介紹了部分應用方法。
《反艦導彈航路規(guī)劃技術》主要面向國防和武器裝備研究人員，也可以作為相關專業(yè)研究生或本科生教材，以及從事導彈武器控制系統(tǒng)使用和維護的技術人員的參考書。
反艦導彈航路規(guī)劃涉及到地理信息處理技術、威脅處理技術和最優(yōu)化算法等許多方面�！斗磁瀸椇铰芬�(guī)劃技術》力求全面和深入闡述反艦導彈航路規(guī)劃的概念、原理、方法和應用技術，并注重實用性。全書內容由三大部分組成：第一部分由第1章和第2章組成，對反艦導彈的基本概念、常用技術進行介紹，并從數(shù)學角度對反艦導彈航路規(guī)劃進行描述；第二部分由第3章到第5章組成，對反艦導彈航路規(guī)劃所涉及的大地主題問題、地理信息和威脅信息的處理方法進行闡述；第三部分由第6章及其后各章組成，對反艦導彈航路規(guī)劃算法及相關應用技術進行闡述。各部分之間是遞進關系，每一部分的各章之間又相對獨立，讀者可根據需要有選擇地閱讀。
反艦導彈航路規(guī)劃是武器系統(tǒng)與運用工程領域的一項新課題，也是一個復雜的多約束、多目標優(yōu)化問題，其本質是綜合利用信息處理、決策、優(yōu)化等技術，在滿足各種約束條件的情況下，為反艦導彈或彈群規(guī)劃出符合特定優(yōu)化指標的最優(yōu)航路。
隨著遠程精確制導技術和計算機應用技術的發(fā)展，反艦導彈有了更加廣闊的戰(zhàn)術應用空間，而航路規(guī)劃正是反艦導彈實現(xiàn)各種戰(zhàn)術應用和提高打擊效果的主要途徑之一，其相關研究工作具有重要的意義。20世紀80年代，外軍開始研究軍事領域飛行器的航路規(guī)劃。航路規(guī)劃技術在西方軍事發(fā)達國家尤其美國、英國以及法國研究深入，并在海灣戰(zhàn)爭期間被首次使用，對多國部隊的成功作戰(zhàn)起到了很大作用。在反艦導彈航路規(guī)劃方面，國外先進軍事國家，如美、俄等國，始終致力于此方面的研究和探索，投入了大量資源。由于此類先進技術問題比較敏感，國外相關資料基本處于封鎖狀態(tài)。相對于國外研究起步較早且投入較大而言，我國對反艦導彈航路規(guī)劃的研究還有一定差距。面向需求，必須全面深入開展反艦導彈航路規(guī)劃研究，尤其是對其中核心規(guī)劃算法和相關地理信息處理技術等關鍵問題的研究。
謝曉方和孫濤等同志所著的《反艦導彈航路規(guī)劃技術》一書，填補了此類專著的空缺，不僅系統(tǒng)深入地討論了反艦導彈航路規(guī)劃技術的理論和相關技術問題，而且注重實用性，書中的許多內容都來自作者的工程實踐經驗和研究心得。相信該書的出版一定能夠對我國相關領域的研究起到推動作用。
謝曉方，1962年6月出生，海軍武器控制系統(tǒng)專家．教授、博士生導師。長期從事火力控制系統(tǒng)相關技術研究，對反艦導彈武器控制系統(tǒng)和航空火力綜合控制系統(tǒng)有深入研究，多項成果達到國內先進水平，應用遍及火炮、導彈、艦艇、飛機等領域。1992年被國家人事部授予“中青年有突出貢獻專家”稱號，從1992年起享受國務院頒發(fā)的“政府特殊津貼”
第1章 概述
1.1 飛行器航路規(guī)劃的基本概念
1.1.1 飛行器航路規(guī)劃系統(tǒng)的組成和分類
1.1.2 飛行器航路規(guī)劃的基本約束和優(yōu)化指標
1.1.3 航路規(guī)劃需要解決的關鍵問題
1.2 飛行器航路規(guī)劃基本方法
1.2.1 簡單航線管理
1.2.2 分層規(guī)劃思想
1.2.3 實時航路規(guī)劃與TP/TA2
1.3 反艦導彈航路規(guī)劃
1.3.1 反艦導彈航路規(guī)劃的作用
1.3.2 反艦導彈航路規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)展趨勢
第2章 反艦導彈航路規(guī)劃問題的數(shù)學模型
2.1 反艦導彈航路規(guī)劃的數(shù)學描述
2.2 反艦導彈航路規(guī)劃的優(yōu)化指標
2.2.1 戰(zhàn)術效果指標
2.2.2 航程指標
2.2.3 安全指標
2.2.4 飛行時間指標
2.2.5 航路優(yōu)化的綜合評價指標
2.3 反艦導彈航路規(guī)劃的約束條件
2.3.1 地形與威脅約束
2.3.2 戰(zhàn)術約束
2.3.3 最大航程約束
2.3.4 機動性能約束
2.3.5 其他約束
2.4 反艦導彈航路規(guī)劃的算法
第3章 大地主題相關問題
3.1 不同大地基準下目標定位誤差
3.1.1 幾種基本的大地基準
3.1.2 求解目標定位偏差時所涉及的數(shù)學模型
3.1.3 偏差的實例分析
3.2 大地主題解算的簡化方法
3.2.1 橢球面上解算大地主題問題的精確算法：Bowring公式
3.2.2 橢球體簡化為圓球體的方法
3.2.3 橢球面簡化為圓球面的方法
3.2.4 橢球面簡化為平面的簡化方法
第4章 數(shù)字地圖技術
4.1 反艦導彈航路規(guī)劃用圖分析
4.1.1 數(shù)字地圖概述
4.1.2 反艦導彈航路規(guī)劃數(shù)據使用特點
4.2 柵格數(shù)字地圖處理技術
4.2.1 數(shù)字高程模型
4.2.2 數(shù)字地圖網格劃分
4.2.3 單元格代價計算
4.2.4 有向圖的建立
4.3 矢量數(shù)字地圖處理技術
4.3.1 等高線預處理
4.3.2 基于掃描束的矢量地形裁剪方法
第5章 威脅處理技術
5.1 威脅的建模
5.1.1 已知固定威脅
5.1.2 已知移動威脅
5.1.3 未知威脅
5.1.4 實現(xiàn)方法
5.2 威脅的評估方法
5.3 矢量地形威脅通視性方法
5.3.1 基本算法原理
5.3.2 改進算法描述
5.3.3 算法仿真驗證與分析
5.4 柵格地形通視性分析方法
5.4.1 通視性分析的基本算法
5.4.2 L-MinMax區(qū)間
5.4.3 視線方向選擇
5.4.4 算法描述
5.4.5 仿真驗證與分析
5.5 其他處理方法
第6章 簡單航路規(guī)劃方法
6.1 各階段航路規(guī)劃的主要目標
6.2 求解航路關鍵點
6.2.1 求解起始段終點
6.2.2 求解搜索攻擊段起點
6.2.3 最大轉彎角調整
6.3 前置射擊問題
6.3.1 目標運動預測
6.3.2 前置射擊模型
第7章 基于SAS的航路管道規(guī)劃
7.1 地形數(shù)據提取
7.1.1 提取高度層
7.1.2 規(guī)劃區(qū)域地形裁剪
7.2 SAS算法
7.2.1 SAS算法簡述
7.2.2 SAS算法的存儲結構
7.2.3 搜索節(jié)點的擴展
7.2.4 航路管道
7.3 末端進入角的控制
7.4 算法的改進
7.4.1 節(jié)點密集度約束
7.4.2 算法仿真驗證與分析
7.4.3 算法復雜度
7.4.4 啟發(fā)路徑網
7.5 SAS三維規(guī)劃
7.5.1 SAS高程規(guī)劃的基本步驟
7.5.2 SAS高程節(jié)點擴展
第8章 動態(tài)幾何規(guī)劃算法
8.1 算法基本流程
8.2 求解航路的基本算法
8.2.1 階段劃分
8.2.2 規(guī)避樹
8.2.3 局部規(guī)避算法
8.2.4基本幾何運算
8.3 算法的改進
8.3.1 算法的復雜度
8.3.2 改進方法
8.4 三維航跡規(guī)劃
8.4.1 總體規(guī)劃流程
8.4.2 躍升區(qū)間
8.4.3 躍起點計算
8.4.4 鄰近地形的高程規(guī)劃
8.5 規(guī)劃算法仿真對比與分析
第9章 基于遺傳算法的航路規(guī)劃
9.1 遺傳算法的原理
9.2 遺傳算法水平航路規(guī)劃
9.2.1 染色體的編碼
9.2.2 初始群體的確定
9.2.3 遺傳操作
9.3 航路適應度函數(shù)
9.4 算法的改進與局限性
9.4.1 改進方法
9.4.2 算法的局限性
第10章 基于蟻群算法的航路規(guī)劃
10.1 蟻群算法的原理
10.2 螞蟻尋優(yōu)模型
10.2.1 螞蟻狀態(tài)轉移規(guī)則
10.2.2 信息素的更新
10.3 航路節(jié)點開辟與優(yōu)化
10.4 算法仿真驗證
10.5 蟻群算法與進化算法的對比
10.6 蟻群算法的改進
10.6.1 自適應航路點選擇策略
10.6.2 信息素蒸發(fā)因子自適應調整策略
10.6.3 節(jié)點信息素最大/最小值限制策略
10.6.4 建立有向圖
10.6.5 變步長
第11章 新興的航路規(guī)劃算法
11.1 改進的粒子群優(yōu)化方法
11.1.1 粒子群優(yōu)化算法分析
11.1.2 航路粒子的編碼
11.1.3 小生境粒子群算法
11.1.4 共享適應值模型
11.1.5 動態(tài)調整小生境
11.1.6 子群體協(xié)同模式設計
11.2 魚群算法
11.2.1 航路的AF模型
11.2.2 魚群行為分析
11.2.3 Tabu公告牌
11.2.4 AF生存與競爭機制
11.3 模擬退火法
11.3.1 模擬退火算法流程
11.3.2 航路新解的產生
11.3.3 冷卻進度表
11.3.4 循環(huán)終止條件
11.3.5 算法的改進
第12章 基于航路規(guī)劃的戰(zhàn)術應用
12.1 低空突防
12.2 迂回攻擊
12.3 區(qū)域搜索攻擊
12.4 飽和攻擊
12.4.1 攻擊角度的分配
12.4.2 發(fā)射時間的協(xié)調
12.5 近程打擊
附錄 中英文名詞對照表
參考文獻
1.基本約束
飛行器航路規(guī)劃的基本約束可以歸納為以下幾個方面。
1）突防約束
如果敵方防御系統(tǒng)不能捕獲和跟蹤飛行器，或雖能捕獲卻來不及成功攔截，則飛行器達到了突防目的。尤其在低空突防飛行中，兩種主要的約束是地形和敵方的防空火力。其中，地形約束是必須要滿足的，否則飛行器必定撞毀；而防空火力約束則是要盡量滿足，在確實無法滿足的情況下，飛行器還可以進行強行突破。地形和防空火力構成了對飛行器航路規(guī)劃的兩種主要約束。
2）飛行器機動性能約束
航路規(guī)劃必須考慮飛行器機動性能的限制，確保航路規(guī)劃結果是切實可行性。例如，過大的轉彎角、爬升／下滑角在實際中都是無法實現(xiàn)的。而且，如果不考慮導彈機動性能的限制，在很多情況下會使得最優(yōu)航路的搜索空間大大增加，從而增加航路規(guī)劃程序的額外負擔。
3）飛行器導航精度約束
導航與定位能力是使飛行器能夠沿規(guī)劃航路飛行的前提。對于導航能力較差的飛行器，建立高精度航路規(guī)劃模型的實際意義不大，同時也是對航路規(guī)劃系統(tǒng)資源的浪費；而對于導航精度較高的規(guī)劃對象，低精度的航路規(guī)劃模型又不能夠滿足任務要求。在某些規(guī)劃中，除了規(guī)劃飛行器的參考航跡外，還要求給出符合誤差模型的飛行安全管道，因此，導航精度是航路規(guī)劃中必須考慮的因素。
2.優(yōu)化指標
航路優(yōu)化指標用來評價航路的優(yōu)劣，在所有可行航路中，優(yōu)化指標最大（或�。┑暮铰芳礊樗蠛铰�。建立優(yōu)化指標的關鍵是建立優(yōu)化指標函數(shù)。對于航路規(guī)劃的不同用途，優(yōu)化指標函數(shù)也有很大的差異。飛行器的優(yōu)化指標主要包括任務效果指標和航路安全指標兩個方面。
1）任務效果指標
任務效果指標主要描述飛行器按照規(guī)劃航路飛行時，對所執(zhí)行任務的有利程度。例如：對無人偵察機來說，其任務效果要求其在最短的時間內遍歷所有的任務地點；而對于導彈來說，其任務效果要求以最大的概率命中目標或能夠對目標造成最大的毀傷。
2）航路安全指標
航路安全指標主要描述飛行器按照規(guī)劃航路飛行時，其自身是否會發(fā)生撞地以及被防空火力擊毀等情況。例如：軍用飛機和導彈需要對敵方的防空火力進行規(guī)避；低空飛行的飛行器需要對高于其飛行高度的地形進行規(guī)避。
書單推薦
