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2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...

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发表于 2022-10-20 21:20:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
B 题 无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位



2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-1.jpg
在圆周上有2个已知位置和编号的发射无人机,那么任意1个圆周上的发射无人机,我们都可以定义为FY01,作为极坐标系FY00-FY01的X轴,另外一个发射无人机为FY0B。另外对于发射无人机,其距离FY00的距离已知,设标准半径为r。我们可以建立以FY00为圆心的极坐标系,其圆周上的任意一个无人机FY0X的位置为L[FY0X]=M[r,θ],其中0≦θ≦360。
假设接收无人机为FY0X( 2≦X ≦9 ),那么FY0X-FY00与FY0X-FY01的夹角a1已知,FY0X-FY00与FY0X-FY0B的夹角a3已知,FY0X-FY01与FY0X,FY0B的夹角a2已知。
见下图,我们可以建立接收无人机FY0X的坐标为L[FY0X]=M(r(x),x1)。

2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-2.jpg
圆周上有9个无人机,如果无人机位置无偏差,每个相邻的无人机跟圆心之间的夹角均为40° ,例如FY00-FY01与FY00-FY09的夹角是40° ,FY00-FY01与FY00-FY08的夹角是80° 。
在FY00的极坐标系上,另外一个已知编号的发射无人机(假设为FY0B,2≦B ≦9)的位置为L[FY0B]=M(r,(B-1)*40° )。
如下图所示,3个已知编号的发射无人机构成的三角形内角b1、b2、b3均是已知数,其中b2=b3。

2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-3.jpg

(2) 某位置略有偏差的无人机接收到编号为 FY00 和 FY01 的无人机发射的信号,另接收到
编队中若干编号未知的无人机发射的信号。若发射信号的无人机位置无偏差,除 FY00 和 FY01
外,还需要几架无人机发射信号,才能实现无人机的有效定位?

由问题1(1)得知,我们有FY00,以及2个已知位置和编号的无人机,即可定位任意一个已知编号的接收无人机的位置。
那么问题1(2)就可以转化成,已知FY00和FY01的编号和位置,要多少个未知编号发射无人机,才能知道未知发射无人机的编号呢?
圆周上有9个无人机,在无偏差情况下,每个相邻的无人机跟圆心之间的夹角均为40° ,例如FY00-FY01与FY00-FY09的夹角是40° ,FY00-FY01与FY00-FY08的夹角是80° 。
见左图,在FY00的极坐标系中,L[FY0B]=M(r,a1),其中夹角FY00-FY0B与FY00-FY01的夹角设为a1,由于发射无人机定位无偏差,所以r已知。
当2≦B ≦ 5时,由于a1是40° 的倍数,所以B=a1/40° +1,即可得知FY0B的编号。
当6≦B ≦ 9时,由于由于FY0B可能在FY01的顺时针或者逆时针方向上,无法区分。我们需要引入一个新的发射无人机FY0C。
见左图,设FY00-FY0B-FY01的内角分别是a1、a2、a3,FY00-FY0C-FY01的内角分别是b1、b2、b3 ,由于全部是发射无人机,所以全部内角已知,且r已知。
见左图,设FY00-FY0B-FY0C的内角分别是c1、c2、c3,其中c3=a1+a2,且全部是发射无人机,所以全部内角已知,且r已知。
综上,2还需要2架无人机发射信号,才能实现无人机的有效定位。

2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-4.jpg

2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-5.jpg

题目给出R=100m,并且列出了极坐标。该题是非常经典的多变量的规划模型,通过设置调整步长,和调整规则,结合目标规划模型求解即可。由于变量不多,步长设置合理的情况下暴力遍历求解即可



2022国赛B题保姆思路及代码 无人机遂行编队飞行中的纯 ...-6.jpg

该问其实就是问题一第三小问的变种,问题一已经把框架搭出来了,问题二只需要仿照问题一的作法,设置发射与接受无人机的规则,建立定位模型,求解最小发射信号无人机个数,确定调节方案即可。

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发表于 2022-10-20 21:32:01 | 显示全部楼层
第二小问,编号都不知道,咋样知道他的角度呢,a1,b1

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稍微动动脑子

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Up主很牛,

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发表于 2022-10-20 22:00:47 | 显示全部楼层
想问问这个图怎么画的

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发表于 2022-10-20 22:09:42 | 显示全部楼层
发射信号的飞机是怎么知道a1的呢[思考][思考][思考]
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