3仿真验证与分析

UCAV初始位置（100000m，-15000m，7000m）；初始速度250m/s，航迹倾角0°，航迹偏角180°；目标初始位置（0m，0m，7000m）；初始速度250m/s，航迹倾角0°，航迹偏角0°；假定机载雷达对RCS为5m ² 的目标最大探测距离为50000m；假定目标在没有探测到UCAV前机动状态保持不变，目标在UCAV探测范围外时，UCAV需要的目标位置信息由地面雷达传送。UCAV模型参数参考F-4“鬼怪”战机 ^[12] ，导弹与雷达模型如前文所述，目标与UCAV参数相同。仿真结果如图6和图7所示。

图6～图7分别给出了UCAV占位航迹的三维视图、俯视图和侧视图。航迹规划的第一阶段从时刻 t =0s开始，结束时刻 t =113s；第二阶段从时刻 t =113s开始，结束时刻为 t =175s。在规避目标威胁阶段，UCAV直线脱离目标的可探测区域，满足约束条件需求；在低可见接敌阶段，UCAV迎头接近目标，降低了自身RCS被探测值。绿色的导弹飞行弹道表明导弹成功击毁目标，完成了攻击占位的任务需求。

图8给出整个规划时间域上UCAV相对目标方位角的变化。在 t =113s时刻，UCAV相对目标的方位角超过了目标雷达最大探测包络角度，满足第一阶段航迹规划的末端约束。且方位角随时间增大，UCAV与目标视线越来越靠近两翼方向，获得的目标RCS值越来越大，规避了目标威胁的同时获得了对目标更远的探测距离。

图9给出了整个规划时间域内的UCAV与目标的RCS变化。在航迹规划的第一阶段内，初始时刻UCAV与目标相向运动，二者RCS相同。下一时刻，UCAV左转，以增大对其相对目标的方位角。UCAV在进行左转机动时，由于法向加速度指向的逆时针偏转，相应产生的滚转角将使UCAV的RCS迅速增大。随后，UCAV保持平飞状态，由于UCAV偏航角不为0°，目标相对UCAV的方位角大于UCAV相对于目标的方位角，因此反映在图中为UCAV的RCS大于目标。在第二阶段内，UCAV由规避转为攻击。UCAV右转迎向目标，转弯产生的滚转角增大了UCAV的RCS，随后迎头接近目标，RCS迅速降低并且保持稳定。整个阶段保持了较小RCS的优势，满足低可见性接敌的作战需求。

图10给出了四种距离随时间变化的关系。其中暴露距离是指在当前RCS值下被雷达可探测的最远距离，见公式（4）。在 t =113s时刻前，UCAV的暴露距离小于UCAV与目标的相对距离，避免了被目标雷达发现。在 t =113s后，由于UCAV的RCS短暂波动，UCAV暴露距离相应增大，但都小于相对距离，且此时UCAV已经位于目标探测包络外。在 t =166s时刻，目标暴露距离开始小于相对距离，此时UCAV可以对目标进行主动扫描和跟踪。在最后 t =175s时刻，目标进入UCAV导弹攻击包络范围，UCAV发射导弹，目标被击毁。

图11～图12给出了UCAV三个控制量的变化曲线。曲线连续，满足控制量的约束条件，证明了航迹规划结果的正确性与可行性。

对UCAV不同初始航迹偏角情况下进行仿真，验证算法的适用性，如图13～图15所示。