一种空中无人智能靶机的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及武器装备靶场试验技术领域，具体涉及一种空中无人智能靶机的控制方法及系统。

背景技术

靶机的本质是模拟，对手是什么样子，靶机就应按照这个样子模拟出来。现在主要作战对手装备已经发生了很大变化，二代装备已经淘汰，三代装备成为主战装备，四代装备正处井喷态势，五代机即将横空出世，空战模式由大规模混战、小集群作战，向强对抗、高隐身、超视距的体系作战变革，智能化特征日趋明显。典型的自主空战过程一般都包含OODA环路，即：观测(Observe)、判断(Orient)、决策(Decide)、行动(Action)四者依次相连、且行动(Action)反馈给观测(Observe)构成的环路。可见，模拟新的作战对手，必须要有较高智能化，对靶机的需求已经到了一个全新、较高的阶段。多年来，尽管靶机发展取得了较大进步，但总体上还是处于低水平、程序化控制状态，在逼真度方面距武器测试要求依然差距较大，靶机要想有一个质的变化与提升，必须加速推动智能靶机系统的研制进程，不仅让靶机模拟得“形似”而且要“神似”，朝着网络化、智能化、体系化趋势的方向发展。

智能靶机就是给传统靶机赋“能”，实现其行为智能化，核心是人工智能技术的应用。智能靶机是一种可以实时感知战场态势，模拟人类决策过程进行“思考”并采取行动的飞行器，具有超强飞行能力、智能决策与行动能力、体系融入能力，突出强调对抗性、自主性、系统性。应具备以下特征：(1)具有优良的基本机动、战术机动能力；(2)具有完备的载荷任务系统，完整的战术对抗策略；(3)自主感知战场威胁，根据威胁源和环境态势优选最佳对抗方案；(4)自主任务规划与控制，实现“感知-决策-实施”的控制闭环。从上述描述来看，智能靶机既有基本机动能力又会进行战术对抗，有态势感知能力又有智能决策控制，既可进行防御性对抗也能开展进攻性对抗，这种技术架构最大的问题是成本问题。

靶机不是游离于试验训练体系之外的独立装备，它是试训网络中一个重要节点，信息、环境、控制都需要深度融合。靶机是空战靶标，消耗性装备，既要高性能又要低成本，既要象对手又要打得起，这就需要进一步敞开思路，合理利用靶场试验训练资源，从系统而不是局限于靶机本身的角度分析问题。

空战综合训练系统(Air Combat Maneuvering Instrumentation，简称ACMI系统，即：空战机动记录系统)原为美国军方于上世纪七十年代开发的一套空战训练记录和评估系统，可实现空战对抗训练数据的实时采集、传输和对抗结果的实时裁决。四十多年来，美军的ACMI系统一直在升级改进，适应了空战技术和战术的发展，在北约体系相关靶场试验训练中得到了广泛应用。此外，先进国家的靶场大多还拥有光学测量、雷达测量及遥测等多种测量手段，可对参试武器装备的外弹道和关键内部系统的状态参数进行精确测量，从而为评定武器装备性能提供支撑。

总而言之，如何能够在大幅度降低成本的情况下，充分利用靶场的各类指控测控资源，开发新的智能化靶机系统，以便更加逼真地模拟新型战斗机的对抗能力，特别是自卫对抗防护能力，对考核新武器装备性能及作战效能具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种空中无人智能靶机系统的控制方法及系统，本发明能够根据雷达探测的靶机距离RLd和弹目距离Rdm确定导弹对靶机的威胁等级，根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案，自动控制靶机对抗雷达探测和导引头制导的行动，智能化形成对抗态势，以考核被试装备的作战效能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于空中无人智能靶机的控制方法，包括：

S101，通过雷达探测靶机，若锁定靶机目标，则跳转步骤S102；

S102，根据雷达探测的靶机距离RLd和弹目距离Rdm确定导弹对靶机的威胁等级；

S103，根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案。

可选地，步骤S102中确定导弹对靶机的威胁等级包括：

S201，若雷达探测的靶机距离RLd位于区间[dmk+(dmd-dmk)/2,dmd)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁较小”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S202；

S202，若雷达探测的靶机距离RLd位于区间[dmk,dmk+(dmd-dmk)/2)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁小”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S203；

S203，若战斗机、导弹和靶机中是否任一状态出现故障，则试验结束并退出，否则计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm，转执行步骤S204；

S204，若弹目距离Rdm位于区间[2*dmk/3，dmk)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁中等”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S205；

S205，若弹目距离Rdm位于区间[dmk/3，2*dmk/3)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁大”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S206；

S206，若弹目距离Rdm位于区间[0，dmk/3)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁较大”，跳转步骤S103；否则试验结束并退出，其中“威胁较小”、“威胁小”、“威胁中等”、“威胁大”以及“威胁较大”的等级依次增大。

可选地，步骤S203中计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的函数表达式为：

上式中，(Xfm，Yfm，Zfm)为导弹的空间坐标，(Xfb，Yfb，Zfb)为靶机的空间坐标。

可选地，所述导弹和靶机的空间坐标均为由雷达测量得到的原始空间坐标、光学测量得到的原始空间坐标两者通过加权求和融合得到。

可选地，步骤S103中根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案时，针对“威胁较小”确定的靶机对抗雷达探测方案一为：靶机释放主动雷达干扰，且干扰时刻Tg为雷达探测的靶机距离RLd的时刻；针对“威胁小”确定的靶机对抗雷达探测方案二为：靶机释放主动雷达干扰的同时进行“S”型机动，且干扰时刻Tg为雷达探测的靶机距离RLd的时刻；针对“威胁中等”确定的靶机对抗导弹攻击方案三为：对抗红外导引头导弹不释放干扰，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻；针对“威胁大”确定的靶机对抗导弹攻击方案四为：对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰和投放箔条弹，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻；针对“威胁较大”确定的靶机对抗导弹攻击方案五为：对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹且靶机“S”机动，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰、投放箔条弹同时靶机“S”机动，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻。

可选地，步骤S101之前还包括进行应急状态推断以确定是否需要终止试验的步骤，如果确定需要终止试验，则试验结束并退出，否则才跳转执行步骤S101；所述进行应急状态推断以确定是否需要终止试验时，若战斗机、导弹和靶机中是否任一状态出现故障，或者气象条件不满足试验要求，则判定需要终止试验。

可选地，所述气象条件包括温度、湿度、气压、风速、风向的一种或多个气象参数的约束条件。

此外，本发明还提供一种用于空中无人智能靶机的控制系统，包括：

靶机分系统，包括可执行靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案的靶机；

信息支持分系统，用于采集靶机智能分析与决策所需的对抗态势信息，包括被试装备和靶机的状态信息；

靶机遥控遥测地面站，用于控制靶机分系统及接收靶机分系统的姿态与状态信息；

靶机智能分析与决策分系统，用于根据对抗态势信息和靶机的姿态与状态信息分析与决策以确定靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案，并将靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案的指令通过靶机遥控遥测地面站发送给靶机分系统；

所述信息支持分系统、靶机遥控遥测地面站分别与靶机智能分析与决策分系统通讯连接，所述靶机智能分析与决策分系统与靶机遥控遥测地面站通讯连接，所述靶机遥控遥测地面站与靶机分系统之间通过无线网络通讯连接，所述靶机智能分析与决策分系统被编程或配置以执行所述用于空中无人智能靶机的控制方法。

此外，本发明还提供一种用于空中无人智能靶机的控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述用于空中无人智能靶机的控制方法。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述用于空中无人智能靶机的控制方法。

和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：

1、本发明基于靶场试验过程中被试装备与靶机是合作关系的这一事实，提出将用靶场指控测控信息替代靶机机载探测设备探测信息的理念，本发明的控制方法相当于靶场智能靶机的“大脑”，具备信息采集、处理、决策及执行全流程(OODA环路)的智能化，同时结合靶机原有的遥控遥测地面站功能，可实现靶机防护对抗雷达探测和导弹攻击的自动化，为靶场提升武器装备考核能力提供强有力支撑。

2、在武器装备试验靶场，常规的用于考核武器装备性能的靶机系统不具有智能自卫防护的功能，大多按照预定的程序实施靶机机动或释放靶机平台携带的各类干扰，不具有完善的自适应性和灵活性，在一定程度上影响了武器装备考核结果的可信性。同时，靶机平台属于靶场消耗品，过高的制造成本会大大限制其使用的范围。本发明能够根据雷达探测的靶机距离RLd和弹目距离Rdm确定导弹对靶机的威胁等级，根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案，自动控制靶机对抗雷达探测和导引头制导的行动，智能化形成对抗态势，以考核被试装备的作战效能。仅在靶机平台上加装必要的自动驾驶仪、干扰投放等设备，而在地面部署可反复使用本发明的控制方法，依据真实的战场对抗规则，自动形成靶机防护对抗火控雷达(或制导雷达)探测和导弹攻击的动作指令，并通过靶机遥控遥测地面站发送相关指令，自行控制靶机实施防护对抗操作(如机动、释放干扰等)。

3、本发明的控制方法不需要更改靶场原有的指控测控网络、ACMI地面站及靶机遥控遥测地面站的相关装(设)备，仅需要提供相关信息传输与互连的接口，具有较强的系统兼容性与拓展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例中威胁等级及其应对方案的一部分流程示意图。

图3为本发明实施例中威胁等级及其应对方案的另一部分流程示意图。

图4为本发明实施例系统的结构示意图。

图5为本发明实施例系统的详细功能结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例用于空中无人智能靶机的控制方法包括：

S101，通过雷达探测靶机，若锁定靶机目标，则跳转步骤S102；

S102，根据雷达探测的靶机距离RLd和弹目距离Rdm确定导弹对靶机的威胁等级；

S103，根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案。

如图2和图3所示，本实施例步骤S102中确定导弹对靶机的威胁等级包括：

S201，若雷达探测的靶机距离RLd位于区间[dmk+(dmd-dmk)/2,dmd)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁较小”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S202；

S202，若雷达探测的靶机距离RLd位于区间[dmk,dmk+(dmd-dmk)/2)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁小”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S203；

S203，若战斗机、导弹和靶机中是否任一状态出现故障，则试验结束并退出，否则计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm，转执行步骤S204；

S204，若弹目距离Rdm位于区间[2*dmk/3，dmk)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁中等”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S205；

S205，若弹目距离Rdm位于区间[dmk/3，2*dmk/3)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁大”，跳转步骤S103；否则跳转执行步骤S206；

S206，若弹目距离Rdm位于区间[0，dmk/3)内，则确定导弹对靶机的威胁等级为“威胁较大”，跳转步骤S103；否则试验结束并退出，其中“威胁较小”、“威胁小”、“威胁中等”、“威胁大”以及“威胁较大”的等级依次增大。

本实施例中，步骤S203中计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的函数表达式为：

上式中，(Xfm，Yfm，Zfm)为导弹的空间坐标，(Xfb，Yfb，Zfb)为靶机的空间坐标。

本实施例中，导弹和靶机的空间坐标均为由雷达测量得到的原始空间坐标、光学测量得到的原始空间坐标两者通过加权求和融合得到。

本实施例中，步骤S103中根据导弹对靶机的威胁等级确定对应级别的靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案时：

1、针对“威胁较小”确定的靶机对抗雷达探测方案一为：靶机释放主动雷达干扰，且干扰时刻Tg为雷达探测的靶机距离RLd的时刻；

2、针对“威胁小”确定的靶机对抗雷达探测方案二为：靶机释放主动雷达干扰的同时进行“S”型机动，且干扰时刻Tg为雷达探测的靶机距离RLd的时刻；

3、针对“威胁中等”确定的靶机对抗导弹攻击方案三为：对抗红外导引头导弹不释放干扰，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻；

4、针对“威胁大”确定的靶机对抗导弹攻击方案四为：对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰和投放箔条弹，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻；

5、针对“威胁较大”确定的靶机对抗导弹攻击方案五为：对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹且靶机“S”机动，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰、投放箔条弹同时靶机“S”机动，且干扰时刻Tg为计算导弹和靶机之间的弹目距离Rdm的时刻。

参见图2，本实施例步骤S101之前还包括进行应急状态推断以确定是否需要终止试验的步骤，如果确定需要终止试验，则试验结束并退出，否则才跳转执行步骤S101；所述进行应急状态推断以确定是否需要终止试验时，若战斗机、导弹和靶机中是否任一状态出现故障，或者气象条件不满足试验要求，则判定需要终止试验。

本实施例中，气象条件包括温度、湿度、气压、风速、风向的一种或多个气象参数的约束条件。

如图4和图5所示，本实施例还提供一种用于空中无人智能靶机的控制系统，包括：

靶机分系统，包括可执行靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案的靶机；

信息支持分系统，用于采集靶机智能分析与决策所需的对抗态势信息，包括被试装备和靶机的状态信息；

靶机遥控遥测地面站，用于控制靶机分系统及接收靶机分系统的姿态与状态信息；

靶机智能分析与决策分系统，用于根据对抗态势信息和靶机的姿态与状态信息分析与决策以确定靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案，并将靶机对抗雷达探测和导弹攻击方案的指令通过靶机遥控遥测地面站发送给靶机分系统；

信息支持分系统、靶机遥控遥测地面站分别与靶机智能分析与决策分系统通讯连接，所述靶机智能分析与决策分系统与靶机遥控遥测地面站通讯连接，所述靶机遥控遥测地面站与靶机分系统之间通过无线网络通讯连接，所述靶机智能分析与决策分系统被编程或配置以执行前述用于空中无人智能靶机的控制方法。

参见图5，靶机分系统主要指靶机及其有效载荷。靶机包含靶机机体、自驾(自动驾驶仪)模块及电传与发动机等模块。靶机的选择依据被试装备的战技指标要求确定，可选择固定翼靶机、旋翼靶机等；有效载荷包含红外弹投放模块、箔条弹投放模块及其他干扰释放模块等。靶机有效载荷配置也可依据被试装备战技指标和靶机性能进行灵活选取。

靶机智能分析与决策分系统是本实施例控制方法的执行主体。作为一种可选的实施方式，参见图5，本实施例中靶机智能分析与决策分系统通常含有对抗环境信息获取单元、信息分析与处理单元、智能规划与决策单元及指令生成与执行单元等部分。其中：

对抗环境信息获取单元包括指控测控信息获取模块、靶机状态信息获取模块、被试装备信息获取模块及气象等环境信息获取模块等。该单元通过接入靶场指控测控网络、ACMI地面站及靶机遥控遥测地面站等信息资源体系，实现对各种靶场对抗装备、对抗环境等数据信息的获取与汇聚的功能；其中，由指控测控网络获取的指控测控信息主要包括靶场时统信息Ts、指挥信息、外弹道测量数据信息(包括雷达测量、光学测量信息等)、遥测信息及参试装备性能指标等。设在大地测量坐标系下，雷达测量的导弹的空间坐标PLm(Xm，Ym，Zm)，雷达测量的靶机空间坐标PLb(Xb，Yb，Zb)；光学测量的导弹的空间坐标PGm(Xgm，Ygm，Zgm)，光学测量的靶机空间坐标PGb(Xgb，Ygb，Zgb)。靶机状态信息包括靶机位置(经度、维度、高)信息、靶机状态参数(速度、航向角、俯仰角、偏航角)信息等。这些信息主要通过靶机遥控遥测地面站获得。被试装备信息包括被试装备状态信息包括位置(经度、维度、高)信息、状态参数(速度、航向角、俯仰角、偏航角)信息及性能指标参数(如，火控或制导雷达对典型目标的最大探测距离dmd、导弹理论上最大攻击距离dmk)等。这些信息主要由ACMI系统、测控系统及测控网络推送获得。气象等环境信息包括温度、湿度、气压、风速、风向等信息。这些信息主要由气象台站测量获得，并通过指控测控网络推送到相关部门或装备。

信息分析与处理单元包括信息分析评估模块、信息融合处理模块、初始任务识别模块223及环境变化判定模块等。该单元能采用数据时空配准、多源信息融合、多任务辨识及多变量多状态估计等方法，实现对各种对抗数据信息进行综合分析、处理及任务识别与环境判定等功能；信息分析评估模块主要是针对上一个单元采集获取的数据进行时空配准与多源信息融合处理，以形成下一步处理需要的规范数据信息。时间配准处理就是通过插值等处理使不同测量装备获得的目标坐标信息时间对准；空间配置就是通过坐标转换使得多测量设备获得的测量信息变换到同一个坐标系(大地测量坐标系)下。信息融合处理模块主要采用加权求和等方法，对经过时空配准的不同测量方式获取的导弹及靶机空间位置信息进行融合处理。设融合后的导弹空间坐标为Pfm(Xfm，Yfm，Zfm)，Xfm＝W11*Xm+W12*Xgm，Yfm＝W11*Ym+W12*Ygm，Zfm＝W11*Zm+W12*Zgm，W11+W12＝1，如取W11＝0.3，W12＝0.7，这需要根据实际测量装备的精度来确定。同理，可得融合后的靶机空间坐标为Pfb(Xfb，Yfb，Zfb)，Xfb＝W11*Xb+W12*Xgb，Yfb＝W11*Yb+W12*Ygb，Zfb＝W11*Zb+W12*Zgb。初始任务识别模块主要是对指控系统发来的目标及被试装备等信息进行任务识别，判断使用何种武器拦截何种目标(即靶机)的任务(如，作战飞机发射红外空空导弹拦截靶机、发射雷达制导的地空导弹拦截靶机等)，为下一步采用何种对抗措施提供支撑。环境变化判定模块主要依据获取的被试装备(战斗机、导弹等)、目标及环境等弹道与状态等信息随时间的变化情况，对整体态势信息进行判断(包括雷达发现目标时间、导引头捕获目标时间、弹目距离等)，为下一步的决策奠定基础。其中，气象环境变化(如风速、风向等)的判定，决定了靶机飞行的基本条件，若不能满足，则靶机需立即返航，试验必须终止；若根据靶机、载机和导弹的位置及状态信息变化或接收指控网络发来的装备“故障”信息，判定靶机、载机或导弹出现故障状态，也意味着必须终止试验；雷达发现目标时刻、弹目距离、导引头捕获目标时刻等信息是确定靶机机动、投放干扰弹及释放主动雷达干扰时机的必要条件，要进行实时连续信息分析与处理，为下一步决策提供支持。弹目距离Rdm主要通过导弹空间坐标Pfm与靶机空间坐标Pfb实时计算获得，即：

智能规划与决策单元包括应变规划分析模块、事件控制处理模块、应急状态推断模块233及智能评估决策模块等。该单元采用多任务智能规划、鲁棒智能控制、智能推断及智能评估与决策等方法，实时生成靶机智能化自卫防护的优化方案；应变规划分析模块主要是针对上一个单元输出的态势信息，依据被试装备作战准则，对靶机的航路规划与释放干扰等对抗措施进行智能规划，形成一个或多个初步的规划方案。规划的方案包括靶机机动、投放红外干扰弹、投放箔条弹、释放主动雷达干扰等的时机及组合类型等内容。被试装备作战准则是按照其战技指标确定的作战原则和标准。表1给出了一个准则示例。

表1：一个作战准则示例。

由武器系统的战技指标可知，制导雷达(或火控雷达)对典型目标的最大探测距离为dmd，导弹理论上最大攻击距离为dmk。则，定义5个导弹威胁等级：若雷达对靶机实时探测距离RLd1(对应时间为td1)位于区间[dmk+(dmd-dmk)/2，dmd)称导弹对靶机的威胁等级为“威胁较小”；雷达对靶机实时探测距离RLd2(对应时间为td2)位于区间[dmk，dmk+(dmd-dmk)/2)称导弹对靶机的威胁等级为“威胁小”；弹目距离Rdm3(对应时间为td3)位于区间[2*dmk/3，dmk)称导弹对靶机的威胁等级为“威胁中等”；弹目距离Rdm4(对应时间为td4)位于区间[dmk/3，2*dmk/3)称导弹对靶机的威胁等级为“威胁大”；弹目距离Rdm5(对应时间为td5)位于区间[0，dmk/3)称导弹对靶机的威胁等级为“威胁较大”。区分对抗火控雷达(或制导雷达)，红外导引头、雷达导引头及红外与雷达复合导引头的导弹，通过综合分析作战态势，按照导弹威胁等级(弹目距离越近，威胁等级越高)，综合采用靶机机动、投放红外干扰弹、投放箔条干扰弹及释放主动雷达干扰等措施，生成靶机对抗的不同方案，以最大程度干扰导弹对靶机的拦截行动，提高靶机(目标)的生存概率。其中，靶机对抗雷达方案一：针对“威胁较小”等级情况，靶机释放主动雷达干扰；靶机对抗雷达方案二：针对“威胁小”等级情况，靶机释放主动雷达干扰的同时进行“S”型机动；靶机对抗导弹方案三：针对“威胁中等”等级情况，对抗红外导引头导弹不释放干扰，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰；靶机对抗导弹方案四：针对“威胁大”等级情况，对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰和投放箔条弹；靶机对抗导弹方案五：针对“威胁较大”等级情况，对抗红外导引头导弹释放红外干扰弹且靶机“S”机动，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰、投放箔条弹同时靶机“S”机动。

事件控制处理模块就是能够依据生成的规划方案对应形成不同的靶机控制方案，以形成控制处理的策略。针对火控雷达或制导雷达，形成靶机机动、释放主动雷达干扰和投放箔条干扰弹的控制方案；针对红外导引头导弹，形成靶机机动和投放红外干扰弹的控制方案；针对雷达导引头导弹，形成靶机机动、释放主动雷达干扰和投放箔条干扰弹的控制方案；针对红外与雷达复合型导引头导弹，形成靶机机动、投放红外干扰弹与箔条干扰弹，以及释放雷达主动干扰的控制方案。应急状态推断模块就是针对被试装备、靶机及气象等异常状态信息，推断对试验过程造成无法安全顺利进行的严重后果，从而形成应急处置的方案(包括终止试验、被试飞机返航、导弹停止发射、靶机回收等)。终止试验的条件包括战斗机故障、导弹故障、靶机故障、气象条件不满足试验要求及其它不适合继续试验的情况，通过指控网络接收“终止试验”指令，结束整个试验；被试飞机返航的条件是飞机故障、气象条件不满足要求或靶机故障等不适合继续试验的情况；导弹停止发射的条件是导弹故障、靶标故障或其它不适合继续试验的情况；靶机回收的条件是导弹故障、靶机故障或其它不适合继续试验的情况。智能评估决策模块主要是依据应急状态推断模块给出的当前综合态势信息，采用融合分析评估方法对几个初步方案的性能进行评估和排序，形成优化的决策方案。通过接收应急状态推断模块发送的信息实时判断试验的进展情况，若收到“终止试验”的指令，立即发送信息，告知各个参试装备和部门有序退出试验程序；若判断试验进程正常，则对事件控制处理模块推送的方案进行智能化分析评估，并给出一个靶机智能自卫防护的优化方案。其中，靶机对抗雷达方案一主要是靶机采取释放主动雷达干扰等措施，降低火控雷达或制导雷达对靶机的探测性能；靶机对抗雷达方案二主要是靶机采取释放主动雷达干扰同时机动等措施，降低火控雷达或制导雷达对靶机的探测性能；靶机对抗导弹方案三是指针对对抗雷达导引头和复合导引头导弹采用释放主动雷达干扰等措施，降低导弹对靶机的拦截概率；靶机对抗导弹方案四是指针对对抗红外导引头导弹采用释放红外干扰弹，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰和投放箔条弹等措施，降低导弹对靶机的拦截概率；靶机对抗导弹方案五是指针对对抗红外导引头导弹采用释放红外干扰弹且靶机机动，对抗雷达导引头和复合导引头导弹释放主动雷达干扰、投放箔条弹同时靶机机动等措施，降低导弹对靶机的拦截概率。

指令生成与执行单元包括靶机机动指令生成与执行模块、投放红外弹指令生成与执行模块、投放箔条弹指令生成与执行模块及其他指令生成与执行模块等。该单元用于将上一单元形成的靶机智能自卫防护的优化方案转化为无人机平台和载荷能响应的时序指令(去除信息处理的延迟时间)，进而驱动靶机适时进行自卫行动(机动或/与投放相应的干扰弹等)。

根据上一单元形成的优化方案和控制策略，形成控制指令序列。其中，靶机机动的方式包括爬升、俯冲及S型盘旋等，可根据战技指标提前确定。靶机机动的时刻依据作战准则表中Tj确定最佳靶机机动时刻Tbj，还要考虑补偿信息传输的时间Tb，则有Tbj＝Tj-Tb；红外干扰弹投放指令依据作战准则，在确定是对抗红外导引头导弹的条件下，明确投放红外干扰弹的最佳投放时刻Tbg＝Tg-Tb，并生成投放指令序列。同理，箔条干扰弹投放指令依据作战准则，在确定是对抗雷达导引头导弹的条件下，明确投放箔条干扰弹和释放主动雷达干扰的最佳时刻Tbg＝Tg-Tb，并生成释放指令序列。

信息支持分系统主要包含靶场指控测控网络、靶场ACMI地面站及被试装备单元(主要指新型战斗机、空空导弹、防空反导装备及ACMI终端单元)等。该单元中涉及的靶场指控测控网络、靶场ACMI地面站及被试装备ACMI终端单元等是靶机获取参试装备和靶机自身状态信息，乃至整个对抗态势信息的主要来源渠道，相当于靶机的“眼睛”。

用户界面是一个人机交互的主界面。该单元主要用于人工启动、监视、干预及终止整个靶机的参试状态。一般在应急处置情况下才会启用干预或终止靶机的正常参试状态。主要用于人工查看智能规划与决策单元输出信息，或在紧急情况下用人工干预指示代替智能规划与决策单元信息输出。随着靶机智能化水平的提高，该单元的作用将会逐渐弱化，直至完全被取代。

靶机遥控遥测地面站主要用于发射遥控信号对靶机起飞、巡航、返回及降落等飞行过程靶机姿态及靶机载荷状态(投放干扰弹与干扰机等)的控制。同时，还可以接收靶机姿态与靶机载荷的状态信息，用于对整个态势信息的处理。

以下以新型战斗机发射红外型空空导弹拦截智能靶机为例对本发明的特征和性能作进一步的概要描述。智能靶机系统执行任务流程如下：依据靶场试验实施方案，在接收到靶场指挥控制中心依托指控测控信息网络下发的指控信息后，由靶机遥控遥测地面站控制靶机起飞并按照预定的航线飞行进入到靶试起始进入空域点，随即开始靶机第一次进入。靶机智能分析与决策分系统部署在地面并与靶场指控测控网络、靶场ACMI地面站及靶机遥控遥测地面站相联通。依托信息支持分系统，对抗环境信息获取单元实时获取被试战斗机及其发射的空空导弹信息、靶机状态及位置信息及气象环境等信息。这些信息传输到信息分析与处理单元后，分别进行信息的预处理和信息的融合处理，以对初始任务和环境条件变化情况进行智能化分析识别，并判别潜在的风险因素。随后，经分析处理的任务和环境信息再传输到智能规划与决策单元，通过综合判断被试战斗机、空空导弹与靶机状态及整体对抗态势，依据真实的战斗机与导弹攻防对抗准则(如对抗红外制导导弹需在适当的弹目距离上投放红外干扰弹进行干扰并适时机动)，智能优化评估靶机防护对抗规划方案，并结合可能突发的应急状态(如导弹、靶机故障等)，自动生成靶机优化的防护对抗方案(即确定靶机机动与释放红外干扰弹的最佳时机)。最后，依据智能规划与决策单元生成的优化方案，由指令生成与执行单元转化为按照最佳时序执行的指令，包括靶机机动指令、投放红外弹指令等。这些指令将最终由靶机遥控遥测地面站按照时序自动发送给靶机系统，来驱动靶机机动和投放红外干扰弹等实施防护对抗，以实现考核武器系统对抗能力的目标。若靶机没有被击落，按照靶场指控中心的指令，靶机准备二次进入或进入回收靶机程序。如果执行靶机二次进入指令，靶机能够按照程序折返飞回靶试起始进入空域点和进入航线，并做好二次对抗准备，其余流程同第一次进入；如果执行靶机回收指令，则靶机能够自主返回指定机场降落或飞行到指定空域伞降回收，完成此次靶试对抗任务。

可见，靶机智能分析与决策分系统是本发明的核心，其设计的理念来源于作战系统的OODA环路。由于靶场试验过程中武器系统与靶标之间是合作关联，模拟敌对方战斗机的靶机系统的机载探测设备职能可由靶场指控测控装备来承担，并可依托靶场现有的指控测控网络来实现指控测控信息的共享与分发。因此，对抗环境信息获取单元通过与靶场指控测控网络、靶场ACMI地面站及靶机遥控遥测地面站相连，可直接实时获取靶场指控测控信息、靶机状态信息、被试装备信息及气象等环境信息；通过信息分析与处理单元可对获取的各类信息的综合分析、融合处理，实现对初始任务的准确识别和环境变化的正确判定，为后续的方案规划和智能决策创造了基本条件；通过智能规划与决策单元的处理，依据真实的战场对抗规则及战术战法，自动将最终的任务转化为事件处理规划方案和应急预案，并通过智能化综合分析给出一个优化的可执行的对抗雷达探测和导弹攻击的方案；最后，通过指令生成与执行单元，补偿信息处理与传输的延迟时间，将优化的方案形成各类可执行时序指令，并依托靶机遥控遥测地面站发送到靶机，控制靶机实施对抗雷达探测和导弹攻击的防护对抗措施——机动或/和投放各类干扰弹等。如此，完成了一个环路的靶场试验对抗任务。若靶机没有被击落，且需要考核武器系统二次对抗能力，则需要按照上面的OODA环路的程序再执行一次。

综上所述，基于靶场试验过程中被试装备与靶机是合作关系的这一事实，提出将用靶场指控测控信息替代靶机机载探测设备探测信息的理念，本实施例用于空中无人智能靶机的控制系统可作为靶场智能靶机的“大脑”，具备信息采集、处理、决策及执行全流程(OODA环路)的智能化。同时，结合靶机原有的遥控遥测地面站功能，可实现靶机防护对抗雷达探测和导弹攻击的自动化，为靶场提升武器装备考核能力提供强有力支撑。在武器装备试验靶场，常规的用于考核武器装备性能的靶机系统不具有智能自卫防护的功能，大多按照预定的程序实施靶机机动或释放靶机平台携带的各类干扰，不具有完善的自适应性和灵活性，在一定程度上影响了武器装备考核结果的可信性。同时，靶机平台属于靶场消耗品，过高的制造成本会大大限制其使用的范围。因此，提出这种空中无人智能靶机系统。该系统仅在靶机平台上加装必要的自动驾驶仪、干扰投放等设备，而在地面部署可反复使用的本实施例用于空中无人智能靶机的控制系统，依据真实的战场对抗规则，自动形成靶机防护对抗火控雷达(或制导雷达)探测和导弹攻击的动作指令，并通过靶机遥控遥测地面站发送相关指令，自行控制靶机实施防护对抗操作(如机动、释放干扰等)。设计研制的空中无人智能靶机系统，不需要更改靶场原有的指控测控网络、ACMI地面站及靶机遥控遥测地面站的相关装(设)备，仅需要提供相关信息传输与互连的接口，具有较强的系统兼容性与拓展性。

此外，本实施例还提供一种用于空中无人智能靶机的控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述用于空中无人智能靶机的控制方法。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行前述用于空中无人智能靶机的控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。