MIMO-FNN模型的弹道导弹目标识别方法

针对弹道导弹目标融合识别特点,分析了弹道导弹单传感器多特征多输入多输出模糊神经网络(multiple input multiple output fuzzy neural network,MIMO-FNN)模型、弹道导弹多传感器单特征MIMO-FNN模型,在此基础上,结合弹道导弹目标融合识别的实际流程,提出了弹道导弹目标识别多传感器多特征MIMO-FNN模型。该模型以每个单传感器多特征MIMO-FNN模型的输出为输入,并通过专家知识求取每个传感器的融合权值,采用sum-product模糊推理和加权求和法解模糊,得到模型的融合识别结果,并通过仿真实验验证了所提模型的有效性,最后从多传感器多特征优化和传感器权重2个方面对所提模型进行了可行性分析。     

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.     

弹道导弹及其诱饵的运动特性研究

为了研究弹道导弹及其诱饵的运动规律,分3步设计了弹道导弹主动段飞行程序。根据弹道导弹在不同运动阶段的受力情况,充分考虑大气阻力、摄动力等因素,在地心惯性坐标系下构建了包含弹道导弹主动段、自由飞行段、再入段的全弹道运动模型,并对弹道导弹的诱饵释放过程进行建模,建立了弹道导弹弹头及诱饵的运动方程组。利用该模型对携带4枚诱饵、两级火箭助推的弹道导弹进行了仿真,并分析了飞行过程中弹道导弹弹头和诱饵飞行高度、速度、倾角、加速度等随时间的变化规律。仿真结果表明,该模型能够全面准确地反映弹道导弹在几个不同运动阶段的运动特征。     

基于跟踪精度控制的多传感器管理方法

针对地面机动目标跟踪过程中的多传感器管理问题展开了研究，设计了一种基于跟踪精度控制的多传感器多目标分配方法。首先，在考虑目标与目标之间、目标与传感器之间和传感器与传感器之间等的多种约束条件下运用基于协方差控制的思想建立了多传感器多目标分配问题的优化模型；接着将等价伪量测的异步融合算法与IMM算法结合，计算各目标在不同融合周期的跟踪精度估计值；最后，以目标的跟踪精度需求为出发点，结合蚁群算法的思想，设计了一种求解所建立的多传感器多目标分配问题的优化模型的算法。仿真结果表明：该管理方法能在确保跟踪精度需求的前提下，根据对各目标跟踪任务的重要程度，合理地调度传感器资源。     

美国空间发展公司研制小型导弹预警卫星

美国空间发展公司(SpaceDev)正在研制微型试验性导弹预警卫星．用于探测和跟踪助推段及中段飞行的弹道导弹。2004年3月,国防部授予该公司一项为期5年、价值4300万美元的合同,以实施“微型卫星分布式传感验证”计划。据SpaceDev公司称．该计划包括设计、制造和运行由3颗编队飞行微型卫星组成的星群．以跟踪助推段及中段飞行的弹道导弹。星上传感器由空间动力学实验室制造。     

一种新的多传感器多机动目标快速跟踪算法

基于FAFDA滤波算法,根据Houles和Shalom将PDA算法推广到解决两个传感器单目标的跟踪问题的思路中,构造一种两个同类传感器的序列观测数据的融合来跟踪多个机动目标的数据关联方法(MSFAFDA)。它主要使用的是点/航迹联合和序列估计法。算法计算量远小于原先的顺序和并行多传感器联合概率数据关联算法,蒙特卡洛仿真结果也表明它对多机动目标的跟踪具有比FAFDA更好的跟踪性能。     

一种稳健的多传感器目标跟踪算法

研究了一种基于双波段红外和雷达传感器的自适应目标跟踪算法.利用目标多普勒信息和红外辐射信息,建立具有树形结构的红外雷达跟踪系统状态估计模型,采用平方根无迹卡尔曼滤波方法实现双波段红外传感器的初步融合,并将其作为融合节点与雷达传感器进行基于自适应交互式多模型算法的深层融合.在交互式多模型算法的基础上,研究了寻求快速准确的机动目标模型匹配方法,通过局部优化来达到最终融合结果的优化.仿真结果表明,该算法能有效提高机动目标跟踪精度,具有一定的稳健性和自适应性.     

助推段反TBM装备发展构想

根据战术弹道导弹射程与助推段发动机关机高度和关机点距发射点斜距的关系,比较了2种周边国家和地区的战术弹道导弹助推段发动机关机数据,通过设想的反导武器,分析了对这2种战术弹道导弹拦截的可行性,结合可行性分析结果,提出助推段预警、指控、拦截等反导装备的发展构想。     

基于UKF的天基红外低轨卫星自由段弹道跟踪技术

分析了天基红外低轨卫星星载传感器对弹道导弹自由段的弹道估计问题,它是下-代空间预警系统的关键技术之一.同时引入一种新的滤波估计算法UKF,该算法应用于非线性系统时具有较好的滤波估计性能.通过Monte Carlo仿真,与其他算法比较,该算法具有更好的适应能力,跟踪性能更优.     

临近空间红外系统对弹道导弹探测距离的估算

为了估算临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离,详细分析了弹道导弹及背景的红外辐射特性;针对基于表现对比度作用距离算法在适用性和计算精度方面的不足,引入以波数η为参量的辐射通量公式对其进行改进;通过仿真计算该系统在4.25μm~4.55μm波段对弹道导弹蒙皮、尾焰、尾喷口的探测距离,结果表明临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离可达5 000 km~38 000 km,该结论可为临近空间红外系统的设计提供数据支持。     

弹道导弹防御中多目标拦截的策略

多目标拦截是弹道导弹防御的重大难题,也是目前美国导弹防御系统所遇到的最大的技术难点。在将多目标问题分为单弹头攻击和多弹头攻击2类问题的基础上,结合美国的相关研究计划,分别针对核爆炸防御、助推段防御、先进的目标识别器和多拦截器防御等多目标拦截策略进行了分析研究。     

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。     

INS/GPS组合制导修正主动段自旋误差研究

弹道导弹主动段自旋可以对抗激光武器拦截,实现主动段突防.但是主动段自旋又会引起较大的速度位置偏差,进而造成较大的落点偏差.提出了一种通过自由段组合制导修正落点偏差的方案.首先建立了主动段自旋弹道模型,分析了主动段自旋引起的速度位置误差及最终的落点偏差,然后在自由段采用INS/GPS组合制导,应用卡尔曼滤波对数据进行处理.仿真表明,该方法可以明显提高导弹的命中精度.     

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。     

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。     

导弹破片与作战飞机的交汇分析

在简化假设的前提下,对导弹破片与作战飞机的交汇进行分析,首次在三维坐标系中建立导弹破片与飞机的交汇模型,推导破片相对于飞机的三维弹道轨迹方程,并确定在导弹打击下飞机的受损区域.导弹破片与飞机的交汇模型的建立和破片弹道轨迹方程的获得,为在导弹打击下的飞机损伤概率计算奠定基础.     

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.     

反导动能拦截武器的现状与发展研究

介绍了动能拦截弹在弹道导弹防御中的应用,分助推段拦截、中段拦截、末段拦截对美国发展的动能拦截武器进行了详细说明。介绍了动能拦截弹的组成,给出了动能拦截器的关键技术,对动能拦截器技术的发展进行了阐述。     

"标准-3"拦截弹对机动弹头的拦截有效性分析

以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型.在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力的弹道导弹目标进行仿真分析.获得拦截弹对机动突防目标拦截有效性的仿真结果.分析仿真结果可知,拦截弹对机动弹头的拦截能力有限.     

基于概率模型的弹道导弹突防措施分析

从作战效率的角度,建立多层防御系统的概率模型,分析单层防御系统性能变化对整体的影响;建立目标毁伤概率模型,分析单个目标命中概率对单层防御系统性能的影响;建立单层防御系统的贝努利实验模型,分析识别能力和毁伤能力对系统效能的影响.通过这些简单的概率模型,反向分析探讨了针对分层防御系统的弹道导弹突防问题.