基于建模与仿真的多诱饵空域设计研究

对弹道导弹中段红外诱饵突防过程进行了分析,并利用建模与仿真方法对多诱饵空域设计方法进行了研究,该方法基于弹头与诱饵的运动学模型、导引头识别模型、突防效果评价模型,通过搜索法和模拟退火算法分析不同空域构型下的诱饵目标群突防效果,最后对特定条件下诱饵空域构型突防效果进行了仿真计算,试验结果表明,该方法具有科学性和工程应用价值。     

弹道导弹威胁估计模型构建

简要分析了弹道导弹飞行3个阶段的不同特点及各阶段导弹预警探测手段的侧重点,结合威胁估计的特征构建了弹道导弹威胁估计模型结构框架,运用多阶段贝叶斯网络理论,构造了主动段、自由段和再入段威胁估计模型,并明确了三阶段间的转换时机。采用动态贝叶斯方法对弹道导弹作战全过程进行威胁估计仿真推理,仿真结果能够反映导弹在飞行过程中威胁程度的变化特点,为反导指挥员作出辅助决策提供智力支持。     

弹道导弹反红外识别能力评估指标研究

弹道导弹弹头和诱饵的反红外识别能力是导弹突防能力的重要内容,利用模糊综合评判方法构建弹头和诱饵反红外识别能力评估指标模型,并利用层次分析法得到各级指标的权重,对弹头和诱饵反红外识别能力进行了评估.     

自适应现状制导律

针对反弹道导弹的导弹武器的主动飞行段,提出了高精度自适应现状制导律。通过实时修正飞行程序,以消除导弹飞行过程中遇到的各种干扰的影响,保证命中精度,并对发动机推力偏差、风干扰影响下的导弹运动进行了数学仿真,仿真结果证实了自适应现状制导律是合理、可行的。     

基于动态贝叶斯网络的弹道导弹态势评估模型研究

针对弹道导弹态势评估的特点,分析了弹道导弹的作战过程和弹道导弹主动段作战特点。在此基础上,给出了动态贝叶斯网络用于弹道导弹态势评估的建模过程,建立了基于动态贝叶斯网络的弹道导弹态势评估模型,并依据观测到的数据对模型进行了仿真,结果表明,将动态贝叶斯网络应用于弹道导弹的态势评估模型是可行的,该模型能够对飞行中的弹道导弹态势快速准确作出评估。     

弹道导弹目标回波模拟与微动特征提取

对弹道导弹目标的运动特性和散射特性进行分析,建立了弹头的微动模型,并较为逼真地仿真了弹头的轨道运动轨迹,在此基础上引入准静态技术的思想,提出了考虑弹头脉内运动的雷达回波模拟方法。同时计算了经过平动和微动调制后的弹头雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)数据,而后对弹头RCS数据进行了分析,最后利用希尔伯特-黄变换(Hibert-Huang Transform,HHT)时频分析算法从弹头RCS数据中成功提取出了进动周期,处理结果表明模型可行有效,为弹道导弹目标的识别提供了技术基础。     

弹道导弹微动模型及微多普勒特征研究

通过微多普勒可以提取弹道导弹目标的微动特征,利用弹头和诱饵微动特征的差异可识别出真弹头.运用角动量守恒定理分析了弹道导弹目标在各阶段的微动形式,运用叉乘矩阵、泰勒级数等原理,推导出了弹道导弹目标的微动模型,给出了弹道导弹目标的微多普勒计算公式,从理论上分析了其微多普勒特征.利用时频分析方法从回波信号中提取了弹道导弹目标的微多普勒,从回波信号中提取的微多普勒与理论上计算的微多普勒一致,表明分析方法有效,结论正确.     

稀薄大气层内目标群运动特征及识别研究

针对稀薄大气中真假弹头识别的问题,通过对弹头及轻诱饵目标群在稀薄大气层中的运动特性的仿真,提取了诱饵相对弹头的运动特征,分析了稀薄大气层内弹头与诱饵相对位置和相对速度的变化规律,提出了在稀薄大气层内利用相对位置和相对速度的二维特征识别真假弹头的新思路。典型算例的仿真结果验证了这种思路的可行性。     

弹道导弹突防措施分析

简要介绍了弹道导弹面临的典型防御系统。针对该防御系统,提出了弹道导弹所能采取的典型突防手段,并将弹道导弹突防措施分为反侦察类突防和反拦截类突防两部分,介绍了反侦察类突防中的电子干扰、诱饵、隐身、助推段策略以及反拦截类突防中的加强防御策略、导弹机动发射与飞行、多弹头策略等。为研究弹道导弹突防技术提供参考。     

弹道导弹突防措施分析

简要介绍了弹道导弹面临的典型防御系统。针对该防御系统,提出了弹道导弹所能采取的典型突防手段,并将弹道导弹突防措施分为反侦察类突防和反拦截类突防两部分,介绍了反侦察类突防中的电子干扰、诱饵、隐身、助推段策略以及反拦截类突防中的加强防御策略、导弹机动发射与飞行、多弹头策略等。为研究弹道导弹突防技术提供参考。     

导弹突防概率解析与仿真计算结果差异分析

建立了初、中、末各阶段统一的弹道导弹突防概率解析计算和蒙特卡罗仿真计算模型,分别计算了2种模型在攻击弹头数略饱和时(即识别出的攻击弹头数略大于拦截弹数)给定算例的结果,并分析了两者差异产生的原因。结果表明:预警和拦截过程各环节的非独立性导致解析计算和仿真计算结果的差异,其中仿真计算模型能考虑到各环节的非独立性,更符合真实情况。     

弹道导弹弹头再入参数的解析解研究

针对弹头再入运动的特点,建立了旋转圆球地球模型下弹道导弹弹头再入运动的简化方程,通过将大气密度、地球引力和弹道倾角分层计算,同时结合气动阻力系数的两种解析计算模型,推导出了计算弹头再入参数的解析解。仿真计算结果表明,解析解非常接近数值解,能够较真实的反映弹头再入运动的客观情况。     

满足大动压模拟要求的试验弹道优化设计

为了解决弹道导弹在高海拔发射场进行飞行试验时的大动压检验问题,提出一种模拟大动压条件的试验弹道设计方法。针对发射场的实际特点,建立残骸再入的动力学模型与落区边界模型;将大动压模拟条件转化为过程约束,提出一种主动段联合优化策略。基于自适应模拟退火算法,分别设计了三组满足不同大动压模拟条件和各项约束的试验弹道,并给出了对应的落区调整方案,验证了该方法的可行性。设计结果表明,最大动压主要出现在一级,一级最大负攻角增加,则最大动压也明显提高;同时调整发射方位角和二、三级程序角可以保证试验弹道满足弹头落点约束条件。     

临近空间前置反导目标综合识别

为了解决反导作战中目标的有效识别问题,提出利用临近空间红外探测系统配合地基雷达对弹道导弹目标进行综合识别的方案,给出了临近空间前置反导目标综合识别时序图并建立了反导作战目标综合识别模型,在此基础上,重点对空间弹道目标的光学强度序列与识别特征进行了研究,分析了弹头和诱饵的光学强度序列信号的周期性变化规律,最后提出根据弹头与诱饵对应点目标的等效温度的变化特性,提取特征参数对目标进行识别的方法。     

弹道导弹中段机动突防制导律研究

针对弹道导弹飞行中段的突防制导问题,首先建立了弹道导弹飞行中段机动突破EKV拦截的仿真模型;其次,基于微分对策求解出最优追-逃策略,并以此确定了弹道导弹机动突防制导律;最后,通过仿真对该制导律的突防效果进行了验证,并探讨了机动起始时间对拦截脱靶量的影响.仿真结果表明,合理地选择机动起始时间,拦截脱靶量可达10 m以上,能有效突破EKV拦截.     

弹道导弹预警仿真系统中弹道构造方法

建立符合作战想定要求的弹道导弹飞行轨迹模型,并按仿真时间步长推算弹道导弹的位置状态,是构建弹道导弹预警探测仿真系统的首要任务。首先在不考虑地球自转的情况下,按照指定的发射点和落点,依据最小能量弹道理论建立了弹道导弹关机点参数计算模型和被动段运动学模型。在此基础上,采用迭代的方法计算考虑地球自转时的弹道导弹关机点参数,并在地心惯性直角坐标系下构造了弹道导弹的被动段弹道。最后将利用法构造的弹道参数与STK中对应参数进行了对比分析,结果证明了所提出方法的正确性。     

弹道导弹打击航空母舰末制导寻的方法研究

在弹道导弹与航母战斗群的攻防对抗中,弹道导弹需要采用有效的寻的方法以便在对抗中占优势。通过分析航母的运动特性,建立了预测其运动态势的数学模型;在此基础上,采用预测落点的末制导方法,在导弹弹头再入大气层后,通过多次预测和修正,实时修正由于航母运动和再入过程中大气影响等各种干扰因素所引起的落点偏差,以保证弹头能以较好的精度命中目标。从数字仿真结果来看,该方法成功率高,且制导精度较高,具有较强的工程应用价值。     

基于舰艇摇摆的垂发型舰空导弹三维弹道仿真

在对舰艇摇摆状态下垂直发射型舰空导弹发射姿态的计算方法及其典型飞行弹道分析的基础上,将导弹运动学弹道分成无控段、初制导段、初末制导交接段和末制导段,根据导弹各飞行阶段的制导特征分别建立了飞行弹道的仿真模型,并对不同发射姿态的导弹弹道特征进行了仿真分析。运用该模型可进一步确定舰艇摇摆状态下,舰空导弹的杀伤区、战斗部的毁伤能力及导弹的发射时机,为指挥员进行防空作战指挥提供了理论参考依据。     

基于多假设跟踪弹道导弹主动段跟踪算法

针对弹道导弹主动段防御中多枚弹道导弹同时跟踪问题,提出了基于多假设思想的主动段跟踪算法.重点阐述了该算法中假设生成、假设概率计算、假设约简以及假设剪枝等环节.从工程实用的角度出发,采用求解一个线性分配问题(LAP)方法得到M个最优假设,大大减少了假设数量,并运用N-scan回溯剪枝方法对假设进行剪枝,确定要输出的航迹,提高了算法的效率和实用性.仿真实验表明,该算法能够对主动段多枚弹道导弹目标准确关联跟踪.     

弹道导弹防御中拦截弹最优分层配置

多层弹道导弹防御系统在助推段、飞行中段或再入段不同阶段实施拦截,可有效提高系统拦截概率,不同拦截阶段存在拦截弹最优配比问题。为了解决拦截弹道导弹过程中的最优分层配置的问题,本文分别以单层、双层、三层这三种拦截系统为例,通过公式演算和计算机仿真,得出了分段拦截弹道导弹时、不同拦截阶段的拦截弹之间的数量比与整体拦截成功率之间的关系;并提出了整体拦截成功率的概念。经仿真表明,在整体拦截成功率给定的情况下,使用本文所得出的不同拦截段之间所需拦截弹数目之间的最优比,可以最大限度地降低弹道导弹的拦截成本。