城市是未来武装冲突的重要战场,重要城市的争夺往往成为战争的焦点;在城市攻防战中,无人机的运用颠覆了传统空战的形式,给作战方式带来新的变革,城市空域也逐渐成为无人机作战的战场。为了坚决遏制和打赢未来战争,掌握未来战场的主动权,本文对无人机运用于城市作战展开了相关研究:在充分考虑了城市环境的特点,提出了一种基于城市环境的无人机航迹规划方法,使无人机能够顺利进入城市战场作战;当防守方使用集群战术进行拦截时,研究了对抗双方的突防与拦截博弈策略。本文主要内容如下:首先,为了在城市环境中规划出一条无人机航迹,通过分析基准地形和城市障碍物的特点,划分出地形网格和建立障碍物拓展圆柱模型,结合两者构建出相应的城市环境模型;根据无人机飞行的特点以及避障要求,考虑了外部环境约束和无人机自身机动性约束,建立了以航迹最短为目标的非线性规划模型;而后通过对模型迭代求解,在保证精度的同时,快速完成航迹规划,得到适用于城市环境的无人机安全航迹,为无人机进入城市作战提供安全条件。接着,针对进攻无人机遭遇防守方的两个无人机集群拦截的任务场景,探究了防守方无人机集群的战斗队形并计算其有效拦截范围;在对抗区域建立了空间直角坐标系,采用以航向角为控制变量的运动模型,描述双方无人机的实时位置。进行突防分析和拦截分析,讨论了双方在城市空域作战的最优策略。在满足机动性约束和间距约束的情况下,以蓝方成功突防为前提条件,建立蓝方突防时间最短为目标的数学优化模型;利用微分对策理论求解,得出了双方空战的整个决策过程以及最优策略。最后,系统总结全文的主要工作内容,指出论文中有待改进之处,展望进一步的研究方向。