弹道导弹防御系统对抗技术研究

介绍了国外导弹防御系统研制和部署过程中所考虑的进攻方可能采取的几种典型对抗措施,研究分析了对抗导弹防御系统的基本方法、技术和策略。通过使用大量诱饵或假目标、减弱弹头的雷达信号特征或红外特征、隐藏弹头的真实位置,以及进行弹头机动等一种或多种组合的对抗措施,可以有效对付那些使用外大气层碰撞杀伤拦截器的导弹防御系统。     

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。     

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.     

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。     

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。     

仿形轻诱饵空间定姿初探

注意到目前反导武器逐渐使用图像区分真假目标的发展状况,阐述了对于远程BM使用仿形轻诱饵进行突防是一个很好的方法。探讨了研制仿形轻诱饵可能涉及的几项关键技术,借鉴卫星姿态稳控技术,初步探讨了南北飞行的轻诱饵使用磁强计和磁力矩器利用地磁场定姿的可行性,并分析了其局限性。最后说明了这种方法对于南北飞行的诱饵,在BM弹头可调姿的情况下,是可以与弹头姿态保持一致的。     

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。     

基于热物理仿真分析的红外点目标特征提取与识别

根据弹道中段空间目标和诱饵的表面温度分布规律，从热物理的角度分析了目标和诱饵的红外光谱辐射特性，指出了弹道中段目标和诱饵红外辐射特性的本质差别，并据此提出了红外目标识别中的特征基函数，用特征基函数构造红外点目标识别的四维特征矢量。仿真实验表明，这一特征矢量用于红外点目标识别非常成功。     

红外成像型空空导弹目标自动识别技术

针对红外导弹和红外诱饵弹的对抗,构建了红外导引头图像探测器的透视投影几何模型.基于模型证明了飞机和目标在不同距离和相对飞行速度下,成像序列中相邻两帧图像间飞机目标的相似性,并且提出了适合导弹的目标快速识别算法,该算法是基于当前帧图像与前一帧图像的目标特征匹配的.最后以实测的飞机及诱饵红外图像数据对文中提出的算法进行了仿真,仿真结果表明了算法对目标识别是可行和有效的,并且能够满足较高实时性的要求.     

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.     

一种基于Radon-Wigner变换的拖曳式诱饵辨识方法

诱饵的识别是拖曳式诱饵干扰对抗的基本问题。分析了拖曳式诱饵干扰过程中目标和诱饵的多普勒频率变化特征,提出了利用Radon-Wigner变换的方法,在时频域对目标和诱饵的整体特性(调频率)进行了准确的估计,解决了目标和诱饵径向加速度造成的频谱展宽问题,实现了目标和诱饵的频率分离。仿真实验验证了该方法的有效性。     

锥体空间目标基于进动特性识别

为了研究基于空间锥体目标进动特性的识别方法,通过对空间锥体目标的弹道建模,分析了进动锥体目标姿态角变化,引入平均视线角变化对回波RCS的影响,推导了空间锥体目标相对雷达波的姿态角计算公式,分析RCS随时间变化关系,通过回波RCS序列估计进动周期及进动角参数,以惯量比为特征,提出弹头和诱饵的识别方法,仿真试验证明了算法的有效性.     

多传感器数据融合实现卫星及其系留诱饵的识别

卫星在绕地球运行时,其周围可能带有一个或多个系留诱饵。诱饵与卫星运行于相同的轨道,具有与卫星完全相同的运动状态。为了对抗雷达和可见光探测,通过改变诱饵表面涂层,可使其具有和卫星基本相同的雷达和可见光特性。在这种情况下,红外辐射特性成了识别卫星及其诱饵的唯一特征。文章提出了一种基于红外辐射特征的区分卫星及其系留诱饵的多传感器数据融合方法,利用地面三个观测站的三个多波段传感器提供的红外特征,采用神经网络和证据理论实现多级融合,有效地解决了噪声条件下卫星及其诱饵的识别问题。     

潜艇正横发射诱饵安全性的建模与仿真

正横布置的潜艇发射装置在发射鱼雷诱饵时,有可能与发射艇的尾部相碰撞,分析了诱饵在发射管内的运动,建立了诱饵发射后在脱离发射管阶段及在初始弹道阶段的弹道数学模型,并以建立的数学模型为基础进行了仿真.仿真结果分析了不安全的内因,提出了为了保证诱饵发射的安全,应合理确定发射时的艇速、诱饵出管速度、合理选择舵角和操舵方式等影响因素.     

高速弹道再入体雷达截面突增现象用于识别真假弹头的分析

本文总结了高速弹道再入体雷达截面突增的物理现象,分析了现象产生的物理机理;根据已有实验资料与所作的理论分析,提出利用这一现象识别真假弹头的分析意见。     

始终处于大气层内飞行的TBM被动段弹道预测

对大气层内飞行的TBM弹道进行预测时,需要根据不同的应用要求,在求解精度允许范围内用近似方法对六自由度运动进行简化,获得简便实用的弹道预测方法。在假设获得TBM被动段弹道初始位置和速度参数的基础上,首先构建简便实用的处于大气层内飞行的TBM被动段抛物线弹道模型;然后将雷达测得的TBM被动段弹道初始位置和速度参数作为初始条件,对弹道方程采用精度较高的龙格-库塔法进行求解,相应得出被动段弹道上各点及落点的位置和速度参数,进一步确定出落点位置的地理位置经纬度。在某地空攻防对抗仿真项目中应用表明,弹道模型及其求解方法可应用于实战或较为逼真的仿真系统中。     

MIMO雷达弹头目标微动模型及微多普勒效应

弹头目标识别是弹道导弹防御系统中最为关键的技术之一。将多输入多输出(MIMO)雷达技术和微多普勒特征分析技术引入弹道中段目标识别,可有效克服弹头隐身技术和有源干扰技术等对识别带来的困难,提高识别精度。建立了MIMO雷达中弹头目标的微动模型,给出了弹头自旋、锥旋和进动引起的微多普勒效应的参数化表达,并通过对仿真回波数据进行时频分析验证了理论分析的正确性,为弹头目标的准确识别提供了新的理论依据。     

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。     

动能拦截器的动力学建模与轨道控制

文章简单介绍了反TBM动能拦截器的组成、性能特声、与飞行拦截过程,并以高层拦截TBM为背景,建立了稀薄大气层内拦截器的动力学模型,提出了实现直接碰撞动能杀伤目标的轨道控制方法,最后给出了末制导段的弹道数字仿真结果,并分析了拦截器的弹道特性。