航跡規劃技術是飛行器集群實際應用過程中的關鍵技術，本專著是在總結作者多年來在多類工程項目和飛行試驗工作所積累的工程性難題和解決經驗的基礎上，針對飛行器集群多類任務航跡規劃技術所涉及的基本概念、基本框架、基本方法和求解過程進行了系統和全面的介紹，并根據實際飛行器模型搭建了協同航跡規劃方法的硬件實現和虛實結合半實物仿真系統，提供了較為豐富的航跡規劃工程化技術實踐應用案例，使得讀者和科技技術人員通過本書的閱讀能夠達到實際應用的目的。全書共8章，第1章介紹了航跡規劃工程化技術研究緒論；第2章介紹了飛行器集群協同航跡規劃的數學模型；第3章介紹了協同航跡規劃的典型工程化方法；第4章介紹了面向打擊任務的協同航跡規劃方法；第5章介紹了面向偵察任務的協同航跡規劃方法.；第6章介紹了其他典型任務的協同航跡規劃方法；第7章介紹了協同航跡規劃方法的硬件實現-智能規劃器；第8章介紹了大規模集群協同航跡虛實結合半實物仿真技術。
2004.09-2008.06 寧夏大學應用數學 學士
2008.09-2010.09 西北工業大學系統分析與集成 碩士
2010.09-2013.12 西北工業大學飛行器設計 博士2014.01-2017.06 西北工業大學 航天學院 講師
2017.07-至今 西北工業大學 航天學院 副教授
2021.07-至今 西北工業大學 航天學院 博士生導師從事飛行器動力學建模與控制相關研究工作，主持包括國家自然科學基金、國家863項目、軍口縱向等12項國家級項目以及與航天科工、航天科技、兵器等國防科研院所的橫向科研項目30多項，完成了專利成果轉換項目4項，發表學術論文40余篇，其中SCI學術論文20篇，由國家出版基金資助的學術專著1本，獲得省部級科技進步二等獎3項2019.12~2024.01 中國指控學會-集群智能與協同控制專委會，委員
2021.07~2026.07 中國指控學會-空天防務體系工程專委會，委員
2018.07~2024.07 中國仿真學會- 智能物聯系統建模與仿真專委會 ，委員
2019.10~2024.10 中國臨近空間與空天飛行器控制會議青年工作委員會，委員
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 飛行器集群協同航跡規劃技術研究應用現狀 2
1.2.1 背景與需求 2
1.2.2 研究與應用現狀 2
1.3 智能規劃器硬件研究應用現狀 6
1.3.1 背景與需求 6
1.3.2 研究與應用現狀 7
1.4 大規模集群驗證技術研究應用現狀 8
1.4.1 背景與需求 8
1.4.2 研究與應用現狀 9
1.5 本書內容和安排 11
參考文獻 13
第2章 飛行器集群協同航跡規劃的數學模型 18
2.1 引言 18
2.2 典型任務場景描述 18
2.2.1 協同偵察任務 18
2.2.2 協同打擊任務 19
2.2.3 協同突防任務 20
2.3 航跡規劃通用數學模型 20
2.4 面向工程應用的典型場景航跡規劃模型 21
2.4.1 航跡表示 21
2.4.2 規劃空間 22
2.4.3 約束條件 23
2.4.4 規劃算法 29
2.4.5 典型任務場景的目標函數和任務約束 29
2.5 本章小結 35
第3章 協同航跡規劃的工程化方法 36
3.1 引言 36
3.2 相關概念及定義 36
3.3 二維航跡規劃方法 39
3.3.1 Dubins算法 40
3.3.2 二維A*算法 51
3.3.3 二維RRT算法 53
3.4 航跡高度規劃方法 54
3.4.1 插值備選航跡點 54
3.4.2 給定策略沉降 55
3.4.3 高程坐標補償 57
3.4.4 航跡點平滑 58
3.4.5 航跡點優化檢測 59
3.5 本章小結 61
第4章 面向打擊任務的協同航跡規劃方法 62
4.1 引言 62
4.2 打擊任務協同航跡規劃模型 62
4.2.1 問題描述 62
4.2.2 相關概念及定義 63
4.2.3 飛行器模型 65
4.2.4 目標模型 66
4.2.5 打擊任務模型 68
4.2.6 環境模型 70
4.3 打擊任務模塊航跡規劃方法 70
4.3.1 協同打擊的五段式方法 70
4.3.2 基于Dubins算法的快速打擊方法 74
4.3.3 打擊航跡規劃時空協同方法 74
4.3.4 飛行器集群打擊任務優化方法 79
4.3.5 仿真與分析 81
4.4 本章小結 81
第5章 面向偵察任務的協同航跡規劃方法 83
5.1 引言 83
5.2 協同偵察任務航跡規劃模型 83
5.2.1 問題描述 83
5.2.2 相關概念及定義 84
5.2.3 偵察區域模型 85
5.2.4 偵察視場模型 87
5.2.5 偵察任務模型 88
5.3 協同偵察任務航跡規劃工程化方法 90
5.3.1 基于區域角度優化方法 91
5.3.2 基于掃描線法的偵察航跡生成方法 92
5.3.3 轉彎半徑太大情況下的轉移路徑優化 93
5.3.4 飛行器任務能力的區域偵察飛行器數目優化 96
5.3.5 基于Dijkstra算法的轉移航跡點優化 98
5.3.6 飛行器集群多次偵察任務算法流程 100
5.3.7 仿真與分析 100
5.4 本章小結 101
第6章 其他典型任務的協同航跡規劃方法 102
6.1 引言 102
6.2 其他典型任務場景概念描述 102
6.2.1 典型任務應用場景概述 102
6.2.2 相關概念及定義 104
6.3 協同突防任務模型及航跡規劃方法 106
6.3.1 協同突防任務建模 106
6.3.2 突防任務航跡規劃方法 108
6.3.3 算法流程 112
6.3.4 仿真與分析 114
6.4 協同中繼盤旋任務模型及航跡規劃方法 114
6.4.1 協同中繼盤旋任務建模 114
6.4.2 中繼盤旋任務航跡規劃方法 118
6.4.3 算法流程 120
6.4.4 仿真與分析 121
6.5 協同必經任務模型及航跡規劃方法 121
6.5.1 協同必經任務建模 122
6.5.2 必經任務航跡規劃方法 123
6.5.3 算法流程 124
6.5.4 仿真與分析 124
6.6 協同評估任務模型及航跡規劃方法 125
6.6.1 協同評估任務建模 125
6.6.2 評估任務航跡規劃方法 126
6.6.3 算法流程 126
6.6.4 仿真與分析 127
6.7 任務驅動的航跡規劃流程 127
6.7.1 任務驅動的航跡規劃結構 127
6.7.2 仿真與分析 129
6.8 本章小結 129
第7章 協同航跡規劃方法的硬件實現-智能規劃器 130
7.1 引言 130
7.2 系統分析與功能需求 130
7.2.1 規劃系統概述 130
7.2.2 硬件功能需求 132
7.3 智能規劃器硬件實現方案 133
7.3.1 規劃器內部硬件模塊構成 133
7.3.2 集群組網通信 134
7.3.3 任務調度方案 136
7.3.4 基于單核DSP處理器的方案設計 138
7.3.5 基于多核DSP的硬件方案設計 140
7.4 應用案例 145
7.4.1 基于DSP的智能規劃器實物設計 145
7.4.2 智能規劃器飛行實驗驗證 147
7.5 本章小結 150
第8章 大規模集群協同航跡規劃虛實結合半實物仿真技術 151
8.1 引言 151
8.2 虛實結合半實物仿真技術系統結構 151
8.2.1 虛實結合的半實物仿真系統組成部分 151
8.2.2 集群決策規劃平臺 153
8.2.3 半實物機載裝置 156
8.2.4 虛擬半實物仿真子系統 159
8.2.5 多機地面監測與推演平臺 168
8.3 半實物仿真實驗過程 170
8.4 應用案例 173
8.4.1 運行 173
8.4.2 場景簡述 173
8.5 本章小結 173
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