全国研究生数学建模竞赛A题

附件3 成像传感器的工作原理及性能参数

实际中，UAV载荷成像传感器对目标进行侦察时会根据目标的不同特点采用不同的扫描方式。为简化问题，如图1所示，本赛题中成像传感器统一采用广域搜索模式对目标进行成像，即目标落入传感器成像带宽内即可。在二维平面上看，传感器的成像带宽限定为2km是指AB两点的距离为2km。一般限定成像传感器在无人机的一侧成像，图1呈现的是在无人机右侧成像（也可在左侧成像）。本赛题限定无人机加载S-1型载荷后，起飞前已完成设备调试，即固定在无人机的某一侧成像，飞行中不再调整。

一般来说，成像传感器对目标进行侦察需要一定的时间来收集需要的信息，所以要求侧向距离OA需大于一定的阈值，同时也有一个最大作用距离的限制，即示意图中的OB需小于一定的阈值。为简化问题，本赛题统一限定要求为

OA?2km、OB?8km。当成像传感器采用广域搜索模式对目标进行成像时，为

保证成像效果，一般要求载机作匀速直线运动。

图1 成像传感器工作原理及相关性能参数示意图

附件4 目标的相关信息

点位 名称 目标群A01 目标A0101 目标A0102 目标A0103 目标A0104 目标A0105 目标A0106 目标A0107 目标A0108 目标A0109 目标A0110 目标群A02 目标A0201 目标A0202 目标A0203 目标A0204 目标A0205 目标A0206 目标A0207 目标A0208 目标A0209 目标群A03 目标A0301 目标A0302 目标A0303 （X，Y）坐标 （单位：km） （264，715） （258，719） （274，728） （264，728） （254，728） （257，733） （260，731） （262，733） （268，733） （270，739） 备注 雷达站 点位 名称 目标群A05 （X，Y）坐标 （单位：km） 备注 雷达站 雷达站 雷达站 目标A0501 （120，400） 目标A0502 目标A0503 目标A0504 目标A0505 目标A0506 目标A0507 目标群A06 （119，388） （112，394） （125，410） （114，405） （116，410） （113，416） 雷达站 目标A0601 （96，304） 目标A0602 目标A0603 目标A0604 目标A0605 目标A0606 目标群A07 （88，305） （100，312） （93，311） （86，310） （94，315） （225，605） （223，598） （210，605） （220，610） （223，615） （209，615） （230，620） （220，622） （205，618） 雷达站 （11，449） （13，450） （16，450） （12，453） （15，455） 目标A0701 （10，451） 目标A0702 目标A0703 目标A0704 目标A0705 目标A0706 目标群A08 （168，538） （168，542） （164，544） 目标A0304 目标A0305 目标群A04 目标A0401 目标A0402 目标A0403 目标A0404 目标A0405 目标A0406 目标A0407 目标A0408 目标A0409 目标A0410 （168，545） （174，544） 雷达站 目标A0801 （162，660） 目标A0802 目标A0803 目标A0804 目标A0805 目标群A09 （161，659） （159，659） （160，657） （164，658） 雷达站 雷达站 （210，455） （180，455） （175，452） （170，453） （185，460） （178，460） （190，470） （183，473） （175，472） （180，476） （110，563） （110，565） （109，567） （112，568） 目标A0901 （110，561） 目标A0902 目标A0903 目标A0904 目标A0905 雷达站 目标群A10 （106，471） （103，473） （107，475） （104，477） 目标A1001 （105，473） 目标A1002 目标A1003 目标A1004 目标A1005 附件5 无人机任务规划概述

多无人机协同作战中的任务规划从功能上可大致划分为系统资源分配、任务分配、航线规划、轨迹优化、武器投放规划等。资源分配将多无人机系统要执行的总体任务分解为一系列可由无人机单机/编队完成的基本任务，进而根据系统资源的总体情况提出执行各个基本任务的资源需求，并给出任务执行的大体时间窗口。任务分配根据系统内各无人机平台的载荷挂载情况与任务能力，确定各无人机平台要执行或参与的一个或多个基本任务并且给出具体执行时间。航线规划根据战场中敌方威胁情况规划和协调系统中各无人机的航线，引导无人机平台在指定时间到达指定任务区域并避免各无人机平台/编队在空间上的冲突。轨迹优化在航线规划的基础上，进一步对无人机的飞行航线进行平滑和优化，从而得到无人机平台飞行控制系统能够有效跟踪的飞行轨迹。武器投放规划综合考虑无人机平台飞行高度、速度及其携带弹药的性能等因素，计算攻击方向、武器投放区域，进而确定无人机平台的投弹机动动作与武器投放时机，控制无人机平台对目标实施打击，提高武器的命中率。