本发明涉及防空火指控系统火力决策，特别涉及一种分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法。
背景技术：
1、火力决策亦即火力分配，是火指控系统实施目标有效拦截的前提和基础。火力分配指的是明确由哪些武器单元对哪些目标在何时进行射击，故火力分配包含武器目标匹配和武器单元的射击时机分配两部分。然而，传统的火力分配不考虑作战中动态随机变化过程，在某一固定时刻，根据双方武器的数量、毁伤能力、价值大小等因素，将己方的多个武器和敌方的多个目标进行匹配，以确定较优的作战方案，属于静态火力分配问题。事实上，战场环境是随时间变化的，武器的射击过程也受时间因素的制约，仅考虑武器对目标的静态分配，无法解决超饱和攻击、新目标攻击，以及确定武器单元的射击时刻等问题。同时，随着通信技术、计算机技术等新技术的快速发展，空袭兵器呈现复杂多样化的变化，出现了固定翼飞机、旋翼式飞机、巡航导弹、巡飞弹、制导炸弹等新型多样化空气动力学目标，给现代电子对抗环境下火指控系统的火力决策带来新的挑战。
2、此外，相对传统的集中式或总线式火控系统，分布式火控系统每个节点内部可部署若干不同类型的武器单元和探测单元，而各节点之间以及节点与上级指挥所之间又可以基于通信网络进行信息交互，节点之间既相互依存又相对独立，在实战中具有极强的冗余性、拓展性、抗毁性，是未来要地防空和末端防空系统优先采用的火控网络结构。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法。
2、实现本发明目的的技术解决方案为：一方面，本发明提供一种分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，包括：
3、第一步：建立目标威胁估计模型；
4、第二步：构建火力分配准则；
5、第三步：建立武器目标分配模型；
6、第四步：建立射击时机分配模型；
7、第五步：实施火力决策。
8、进一步的，建立目标威胁估计模型的具体方法为：
9、1)建立目标威胁等级层次模型；以空袭目标的威胁等级为目标层，以攻击要地等级、目标类型和目标诸元为准则层；
10、2)确定目标可能攻击要地的等级；将攻击要地的等级划分为一等要地、二等要地、三等要地共三个等级；
11、3)确定空袭目标的类型；依据上级空情信息，将目标类型确定为以下几类：大型目标、中型目标、小型目标、干扰目标、群目标、武装直升机、巡航导弹、空地导弹、制导炸弹、目标类型不明；
12、4)确定目标拦截紧急程度；以目标飞临武器单元的诸元特性，即目标航路捷径、目标高度、目标飞行速度、目标到达时间参数大小，将其分别映射到目标拦截紧急程度区间进行加权得到归一化量化值；
13、5)评估目标威胁度；目标威胁度按下式进行计算：
14、w=(wob·wob+wtt·wtt+wtd·wtd)·kiff
15、其中，kiff为敌我属性参数：目标为敌，kiff＝1；目标不明，kiff＝1；我方或友方目标，kiff=0；wob为保卫要地的重要度；wtt为目标类型相对威胁系数量化值；wtd为目标拦截紧急程度量化值；wob为保卫要地等级的权系数，定为0.4；wtt为目标类型的权系数，定为0.2；wtd为目标拦截紧急程度的权系数，定为0.4；
16、目标威胁等级划分；依据目标威胁度评估值，将目标威胁等级划分为10级，10级目标为威胁最大的目标，1级目标为威胁最小的目标，并对其进行排序，若威胁等级相同，再按威胁度评估值排序。
17、进一步的，构建火力分配准则的具体方法为：
18、按目标威胁等级从大到小的顺序依次为目标分配武器单元；
19、保证对目标的毁伤概率大于期望值，且使目标的毁伤概率尽可能接近期望值；
20、如果存在剩余的武器单元，应优先分配给威胁度次之的目标；
21、相对其它武器单元，具有较早毁伤时机的武器单元毁伤概率较大；
22、毁伤概率曲线变化较缓慢(牺牲较小的毁伤概率能够换取毁伤时机的较大提前)的武器单元尽早射击。
23、进一步的，建立武器目标分配模型的具体方法为：
24、1)按下式计算所分配的武器单元对目标的毁伤概率：
25、
26、其中piu为武器单元i在预期毁伤瞬时tch(含tch)前对目标u的最大毁伤概率。定义
27、
28、
29、其中，fu(x)为武器目标分配决策函数，gu(x)为所分配的武器单元对目标u的毁伤概率与期望毁伤概率之差函数，ωiu为武器单元i对目标u毁伤的相对权重系数，为对目标u所分配武器单元的权重均值，λ为权重调节系数，表征权重系数的重要程度；
30、
31、
32、决策矩阵为x＝{xiu}，i＝1，2，…，n；u＝1，2，…，u，其中n，u分别为火控节点内的武器单元数、上级指挥所分配给本火控节点的目标数；ochu为指定的对目标u的期望毁伤概率。
33、2)对每一目标，建立如下武器目标分配数学模型：
34、min fu(x)
35、s.t.gu(x)≥0
36、
37、进一步的，第四步，建立射击时机分配模型的具体方法为：
38、1)确定射击提前系数的取值范围[αis，1]。
39、射击提前系数左边界αis确定方法如下：
40、a)若武器单元i在预期毁伤瞬时tch(含tch)以前能按最大毁伤概率对目标实施毁伤，则αis＝0，毁伤瞬时ti∈[til，tim]，其中til，tim分别为武器单元对目标的最早毁伤瞬时和最大毁伤瞬时。
41、b)若武器单元i在预期毁伤瞬时tch(含tch)以前不能按最大毁伤概率对目标实施毁伤，则毁伤瞬时
42、2)确定毁伤概率的分布函数和分布律。
43、设为一目标分配了n个武器单元，任一组使成立的α＝[α1，α2…，αn]对应一组射击瞬时[t1，t2…，tn]，其中pi(αi)为武器单元i在射击提前系数αi下对目标的毁伤概率，p*为所分配的n个武器单元在射击提前系数α＝[α1，α2…，αn]下对目标的毁伤概率，则毁伤概率为
44、
45、其中，p(t)为t时刻所分配的n个武器单元对目标的毁伤概率，pl(tl)为武器单元l在tl时刻对目标的毁伤概率，l＝1，…，i-1；i＝2，…，n；
46、其分布函数为
47、
48、对应的分布律为
49、
50、3)建立如下射击时机分配模型。
51、对第三步中目标u所分配的武器单元，建立如下射击时机分配模型：
52、
53、
54、ti+1(αi+1)≥ti(αi)+δti+1
55、其中为权重函数，k＜0；第2个约束条件仅对共发射平台的弹炮结合武器单元有效，δti+1为弹炮结合武器系统第i+1武器单元必须迟后第i武器单元的最小时间间隔，为已知参数。
56、进一步的，实施火力决策的具体方法为:
57、1)上级指挥所依据分布式火控系统各节点武器单元的状态及其部署情况，向火控节点j下达拦截目标集s(j)、期望毁伤时间集tch(j)和期望毁伤概率集pch(j)，j＝1，2，…，en，en为此次参与目标拦截的节点数；
58、2)目标威胁评估和排序；按第一步方法对目标进行威胁评估、等级划分和排序；
59、3)求解武器目标分配模型；运用算法1求解第三步所建立的武器目标分配模型；
60、4)求解射击时机分配模型；运用算法1求解第四步所建立的射击时机分配模型；
61、5)交互火力决策结果信息；依据分布式火控系统拓扑连接关系，与各邻居节点及上级指挥所交互火力决策结果；
62、6)交互目标拦截结果信息；依据分布式火控系统拓扑连接关系，与各邻居节点及上级指挥所交互目标拦截结果；
63、7)判断火力决策终止条件；若目标拦截结束，退出；否则返回1)；
64、第二方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法的步骤。
65、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法的步骤。
66、第四方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法的步骤。
67、相较于现有技术，本发明具有如下优点：本发明将将时间指标引入目标函数，以先期毁伤为火力分配准则，能够同时满足对目标的毁伤概率和毁伤时间要求，实现对目标的尽早有效毁伤，且可将各武器单元的射击时机规划在一个具体的时刻，而不是只将其限定在一个时间区间内。与现有传统火力决策技术相比，本发明所提出的火力自主协同决策方法能够有效适应要地防空和末端防空的分布式火控系统配置需求，不但适用于目前主流的弹炮结合防空火控系统的火力决策，亦适用于单纯的导弹或高炮防空火控系统的火力决策，可保证在期望的毁伤瞬时之前以期望的毁伤概率拦截目标，在毁伤概率和毁伤时机之间实现动态平衡。
68、下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
1.一种分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，第一步，建立目标威胁估计模型，具体为：
3.根据权利要求2所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，wob取值为0.4，wtt取值为0.2，wtd取值为0.4。
4.根据权利要求2所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，第二步，构建火力分配准则，具体为：
5.根据权利要求2所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，第三步，建立武器目标分配模型，具体为：
6.根据权利要求5所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，第四步，建立射击时机分配模型，具体为：
7.根据权利要求6所述的分布式火控系统多样化目标火力自主协同决策方法，其特征在于，第五步，实施火力决策，具体为：
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7中任一所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一所述的方法的步骤。
