5、探空火箭散布分析与无人机路径规划研究

探空火箭散布分析与无人机路径规划研究

在航天和航空领域，探空火箭的散布分析以及无人机在动态环境中的路径规划是两个重要的研究方向。下面将分别介绍相关的研究内容。

探空火箭散布分析

在探空火箭的研究中，需要考虑多种因素对火箭散布的影响。首先，要确定最小模拟次数。因为模拟次数过少会导致结果不可靠，而过多则会增加计算成本和时间。通过对单个场景进行 10000 次模拟，在 Onxnynzn（东北下）坐标系中计算火箭位置，得到三维轨迹和散布模式。根据这些结果计算平均落点（MPI），公式如下：
[x_{MPI} = \frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}x_{i}]
[y_{MPI} = \frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}y_{i}]
其中，(n) 是发射次数，(x_{i}) 和 (y_{i}) 是第 (i) 个落点的坐标。通过分析平均落点随模拟次数的变化，得出最小模拟次数约为 1000 次。

接下来，进行火箭散布分析，主要考虑以下几个方面：
1. 初始角速度的影响 ：对初始角速度的标准偏差（0.25°/s、2.50°/s、4.00°/s、5.50°/s、7.00°/s）和平均风速（2.5 m/s、5.0 m/s、7.5 m/s、10.0 m/s、12.5 m/s）的五种组合进行模拟，每种场景进行 1000 次运行，同时对可控火箭也进行相同的实验。采用圆概率误差（CEP）作为散布的度量，通过中位数估计器获得 CEP 值。结果表明，散布强烈依赖于平均风速，初始角速度的不确定性对 CEP 的影响较小，使用控制系统可以显著降低火箭散布。具体数据如下表所示：
| σP, σQ,