2016年全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽a題

1、2016年全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽A題多無(wú)人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃多無(wú)人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃無(wú)人機(jī)（UnmannedAerialVehicle，UAV）是一種具備自主飛行和獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)能力的新型作戰(zhàn)平臺(tái)，不僅能夠執(zhí)行軍事偵察、監(jiān)視、搜索、目標(biāo)指向等非攻擊性任務(wù)，而且還能夠執(zhí)行對(duì)地攻擊和目標(biāo)轟炸等作戰(zhàn)任務(wù)。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)將應(yīng)用在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)。某無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)部隊(duì)現(xiàn)配屬有P01~P07等7個(gè)無(wú)人機(jī)基地，各基地均配備一定數(shù)量的FY系列無(wú)人

2、機(jī)（各基地具體坐標(biāo)、配備的無(wú)人機(jī)類型及數(shù)量見(jiàn)附件1，位置示意圖見(jiàn)附件2）。其中FY1型無(wú)人機(jī)主要擔(dān)任目標(biāo)偵察和目標(biāo)指示，F(xiàn)Y2型無(wú)人機(jī)主要擔(dān)任通信中繼，F(xiàn)Y3型無(wú)人機(jī)用于對(duì)地攻擊。FY1型無(wú)人機(jī)的巡航飛行速度為200kmh，最長(zhǎng)巡航時(shí)間為10h，巡航飛行高度為1500m；FY2型、FY3型無(wú)人機(jī)的巡航飛行速度為300kmh，最長(zhǎng)巡航時(shí)間為8h，巡航飛行高度為5000m。受燃料限制，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中盡可能減少轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖等機(jī)動(dòng)動(dòng)作，

3、一般來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)時(shí)消耗的燃料是巡航的2~4倍。最小轉(zhuǎn)彎半徑70m。FY1型無(wú)人機(jī)可加載S1、S2、S3三種載荷。其中載荷S1系成像傳感器，采用廣域搜索模式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像，傳感器的成像帶寬為2km（附件3對(duì)成像傳感器工作原理提供了一個(gè)非常簡(jiǎn)潔的說(shuō)明，對(duì)性能參數(shù)進(jìn)行了一些限定，若干簡(jiǎn)化亦有助于本賽題的討論）；載荷S2系光學(xué)傳感器，為達(dá)到一定的目標(biāo)識(shí)別精度，對(duì)地面目標(biāo)拍照時(shí)要求距目標(biāo)的距離不超過(guò)7.5km，可瞬時(shí)完成拍照任務(wù)；載荷S3系目標(biāo)指示

4、器，為制導(dǎo)炸彈提供目標(biāo)指示時(shí)要求距被攻擊目標(biāo)的距離不超過(guò)15km。由于各種技術(shù)條件的限制，該系列無(wú)人機(jī)每次只能加載S1、S2、S3三種載荷中的一種。為保證偵察效果，對(duì)每一個(gè)目標(biāo)需安排S1、S2兩種不同載荷各自至少偵察一次，兩種不同載荷對(duì)同一目標(biāo)的偵察間隔時(shí)間不超過(guò)4小時(shí)。為保證執(zhí)行偵察任務(wù)的無(wú)人機(jī)與地面控制中心的聯(lián)系，需安排專門的FY2型無(wú)人機(jī)擔(dān)任通信中繼任務(wù)，通信中繼無(wú)人機(jī)與執(zhí)行偵察任務(wù)的無(wú)人機(jī)的通信距離限定在50km范圍內(nèi)。通信中繼

5、無(wú)人機(jī)正常工作狀態(tài)下可隨時(shí)保持與地面控制中心的通信。FY3型無(wú)人機(jī)可攜帶6枚D1或D2兩種型號(hào)的炸彈。其中D1炸彈系某（3）所有FY1型無(wú)人機(jī)現(xiàn)已完成偵察任務(wù)并返回基地，均可加載載荷S3用于為制導(dǎo)炸彈提供目標(biāo)指示?，F(xiàn)要求在7個(gè)小時(shí)內(nèi)（從第一架攻擊無(wú)人機(jī)進(jìn)入防御方雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)起，到轟炸完最后一個(gè)目標(biāo)止）完成對(duì)10個(gè)目標(biāo)群所有68個(gè)地面目標(biāo)的火力打擊任務(wù)，如何進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃以保證攻擊方的無(wú)人機(jī)滯留防御方雷達(dá)有效探測(cè)范圍內(nèi)的時(shí)間總和最??？請(qǐng)給

6、出具體的無(wú)人機(jī)任務(wù)規(guī)劃結(jié)果（包括每架無(wú)人機(jī)飛行路線、FY3型無(wú)人機(jī)攜帶炸彈的具體清單和攻擊的目標(biāo)清單）。（4）由相關(guān)信息渠道獲知在A02、A05、A09周邊可能還配置有三部遠(yuǎn)程搜索雷達(dá)，該雷達(dá)對(duì)FY型無(wú)人機(jī)的有效作用距離是200km。這三部雷達(dá)的工作模式是相繼開機(jī)工作，即只有首先開機(jī)的雷達(dá)遭到攻擊后才開啟第二部雷達(dá)，同樣只有第二部雷達(dá)被攻擊后才開啟第三部雷達(dá)。遠(yuǎn)程搜索雷達(dá)一旦開機(jī)工作，攻擊方無(wú)人機(jī)群即可獲知信號(hào)并鎖定目標(biāo)，而后安排距其最