一种基于可达域的封锁轨道优化方法

    专利查询2025-04-21  10


    本发明属于航天,具体涉及一种基于可达域的封锁轨道优化方法、系统、存储介质、设备、程序。


    背景技术:

    1、在探索浩瀚无垠的宇宙空间过程中,随着技术的飞速发展与全球太空活动的日益频繁,太空已逐渐从过去的神秘领域转变为各国竞相角逐的战略高地。太空交通线的畅通与安全,直接关系到国家的太空利益、科技实力乃至国际地位。因此,轨道封锁作为太空博弈中的一种重要策略手段,其设计、规划与执行策略的研究,正日益成为国际航天领域关注的焦点。

    2、轨道封锁,作为轨道博弈策略的一个分支,其核心在于通过占据并有效利用太空中的特定位置或区域,构建一道无形的屏障,旨在干扰、降级甚至完全阻止敌方(逃方)利用关键太空交通线进行物资运输、信息传递或军事行动的能力。这一策略的实施,不仅要求封锁者具备高超的空间态势感知能力、精确的定位导航技术以及强大的太空机动能力,还需要制定出一套灵活多变、高效协同的作战计划,以应对逃方可能采取的多种应对策略。

    3、与轨道追逃博弈相比,轨道封锁更侧重于对特定空间区域的掌控与封锁,而非单纯追求对逃方的直接追踪与捕获。在追逃防博弈中,防方的主要目标是防止封锁者(或攻击者)接近并威胁到逃方的安全;而在轨道封锁博弈中,封锁者的目标则更为明确和直接——通过构建封锁区域,切断逃方通往关键区域的路径,迫使其改变计划或付出巨大代价绕行。这种博弈模式的转变,使得轨道封锁在策略制定、资源调配、技术运用等方面都提出了新的挑战和要求。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中存在的如何构建封锁区域,切断逃方通往关键区域的路径的问题。本发明提供了一种基于可达域的封锁轨道优化方法,通过分析封锁者的任务执行能力,逃方的优势区域/优势相位,制定切断逃方通往关键区域的路径。

    2、为了实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案。

    3、第一方面,本发明提供一种基于可达域的封锁轨道优化方法,包括:

    4、根据封锁者的初态和封锁者的机动能力,构建给定轨道的封锁者时变可达域;

    5、根据构建给定轨道的封锁者时变可达域,使封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截;

    6、收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力,获取评价指标,得到最佳封锁轨道。

    7、作为本发明的进一步改进,所述根据封锁者的初态和封锁者的机动能力,构建给定轨道的封锁者时变可达域,包括:

    8、根据指定的封锁者相位,得到封锁者初态;

    9、基于封锁者初态和封锁者机动能力,构建给定轨道和指定的封锁者相位下的封锁者时变可达域。

    10、作为本发明的进一步改进,所述根据构建给定轨道的封锁者时变可达域,使封锁者对可达域内的若干个逃方轨道进行拦截,包括:

    11、将构建给定轨道的封锁者时变可达域与逃方给定时间的位置进行对比,判断逃方轨道是否在封锁者时变可达域内;

    12、若逃方轨道在封锁者时变可达域内,则判定封锁者能够对时变可达域内的该逃方轨道进行拦截。

    13、作为本发明的进一步改进,所述收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力,获取评价指标,得到最佳封锁轨道,包括:

    14、收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力及任务执行率;

    15、根据拦截能力及任务执行率,得到评价指标;

    16、以评价指标为优化指标进行优化,得到最佳封锁轨道。

    17、作为本发明的进一步改进,所述收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力及任务执行率,包括:

    18、收集若干个封锁者初始相位下的封锁者,对可达域内的若干个逃方轨道进行拦截的拦截能力及任务执行率;

    19、所述拦截能力,具体表示如下:

    20、

    21、式中ji,j表示给定相位i的情况下,封锁方能否对这个指定的逃方轨道j执行拦截;j是指拦截能否执行,其中,0表示不能,1表示能;tmax是容许时间,ae是指逃方位置,rdp是指封锁方的可达域。

    22、作为本发明的进一步改进,所述根据拦截能力及任务执行率,得到评价指标,包括:

    23、

    24、式中,j为评价指标;a为逃方可能使用的转移轨道数量;b为封锁者初始相位;ji,j表示给定相位i的情况下,封锁方能否对这个指定的逃方轨道j执行拦截。

    25、第二方面,本发明提供一种基于可达域的封锁轨道优化系统,包括:

    26、构建可达域模块:用于根据封锁者的初态和封锁者的机动能力,构建给定轨道的封锁者时变可达域;

    27、进行拦截模块:用于根据构建给定轨道的封锁者时变可达域,使封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截;

    28、最佳轨道模块:用于收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力,获取评价指标,得到最佳封锁轨道。

    29、第三方面,本发明提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。

    30、第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。

    31、第五方面,本发明提供一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,该计算机指令被处理器执行时实现所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。

    32、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    33、本发明通过构建封锁者的时变可达域,能够精确评估封锁者在不同时间点的行动范围和拦截能力。通过拦截可达域内的逃方轨道并收集拦截能力数据,本发明能够基于实际拦截效果进行量化评估,进而筛选出最佳封锁轨道。这种数据驱动的决策过程确保了封锁策略的科学性和针对性,减少了盲目性和资源浪费,有助于在复杂多变的战场环境中占据主动。因此,本发明提供的优化方法不仅为实际操作提供了技术指导,还为决策者提供了全面的信息支持。通过可视化展示封锁者的可达域、拦截效果以及最佳封锁轨道等信息,决策者可以更加直观地了解战场态势,从而做出更加明智的决策。由于本发明考虑了封锁者和逃方的多种可能性和动态变化,因此在设计封锁策略时具有更强的灵活性和适应性。



    技术特征:

    1.一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,所述根据封锁者的初态和封锁者的机动能力,构建给定轨道的封锁者时变可达域,包括:

    3.根据权利要求1所述的一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,所述根据构建给定轨道的封锁者时变可达域,使封锁者对可达域内的若干个逃方轨道进行拦截,包括:

    4.根据权利要求1所述的一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,所述收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力,获取评价指标,得到最佳封锁轨道,包括:

    5.根据权利要求4所述的一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,所述收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力及任务执行率,包括:

    6.根据权利要求4所述的一种基于可达域的封锁轨道优化方法,其特征在于,所述根据拦截能力及任务执行率,得到评价指标,包括:

    7.一种基于可达域的封锁轨道优化系统,其特征在于,包括:

    8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。

    9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。

    10.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,该计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述一种基于可达域的封锁轨道优化方法的步骤。


    技术总结
    本发明公开了一种基于可达域的封锁轨道优化方法,属于航天技术领域。方法包括根据封锁者的初态和封锁者的机动能力,构建给定轨道的封锁者时变可达域;根据构建给定轨道的封锁者时变可达域,使封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截;收集封锁者对可达域内的逃方轨道进行拦截的拦截能力,获取评价指标,得到最佳封锁轨道。本发明通过分析封锁者的任务执行能力,逃方的优势区域/优势相位,制定切断逃方通往关键区域的路径。

    技术研发人员:党朝辉,韩鸿宇,项军华,肖冰,唐生勇
    受保护的技术使用者:西北工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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