一种适用于地基拦截弹高空拦截弹道导弹的制导方法

研究了地基拦截弹高空拦截中近程弹道导弹的制导方法。首先,对目标预测拦截点进行拦截的拦截弹运载段的制导方案进行了研究,给出了一级飞行程序模型和二级导引规律,同时提出了一种确定目标预测拦截点的方法,并通过仿真分析论证了方案的可行性。     

弹道导弹预警SM-3拦截弹的一种方法

从SM-3拦截弹发射过程、探测设备、探测方向、探测时间、制导指令信号能量方面分析了弹道导弹探测SM-3拦截弹的可行性,提出了先截获SPY-1D雷达目标探测信号,然后根据信号AOA参数查找SM-3拦截弹制导指令信号的方法,分析了SPY-1D雷达目标探测信号与SM-3拦截弹制导指令信号的差异,指出了脉内调制和重频周期是区别两者的重要特征,最后指出这种信号检测方法存在的不足。     

拦截高速机动目标的最优制导律

对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得出针对高速、机动目标的最优制导律,且可以满足终端碰撞角约束。通过引入分段线性和指数两种形式的阻尼,使得导弹在拦截高速高加速目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离变化,从而达到能量管理的目的。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

大气层内姿控反导导弹末端控制技术研究

未来战争是高技术战争,随着战术弹道导弹(TBM)及其技术的发展,TBM已成为现代战争中的核心武器,与此同时TBM的使用也对防空系统构成了严重的威胁,所以有效拦截TBM已成为现代防空作战的重要任务之一。TBM具有高速大机动的特点,因此拦截弹在末制导段的精确制导及复合控制是保证拦截弹最终完成摧毁效果的关键。总结了拦截弹末制导的情况,建立了拦截弹数学模型,设计了直接力/气动力复合控制系统,最后对拦截弹末制导段进行了仿真。结果表明,所设计的制导控制系统具有很强的自适应性和鲁棒性,制导精度满足要求。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

空间拦截末制导段能量需求分析

为了研究空间拦截末制导段的能量需求,对导航与测轨误差模式和空间拦截交会条件进行了分析,并建立末制导段仿真模型。使用Monte-Carlo法仿真,获得不同交会角下和不同拦截概率下拦截器所需的能量,并讨论了交会角和相对速度对拦截器能量需求的影响。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究北大核心

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

拦截高速机动目标的捕获区及微分对策导引律

针对高速机动目标拦截场景,研究末制导段捕获区存在条件及微分对策导引律问题。建立弹目相对运动模型并引入控制动力学模型,采用终端投影方法对相对运动模型进行降阶处理;基于微分对策理论推导一种解析形式捕获区,并具体到直/气复合控制导弹对机动目标的拦截中,该捕获区的存在能够保证对任意机动目标进行准确捕获;重新选取性能指标,将目标与直/气复合控制导弹在末端带有碰撞角约束的制导问题转化为零和微分对策问题,并求解出弹目最优拦截策略。仿真分析了几种情形下直/气复合控制导弹对目标实施拦截的捕获区存在域,导引律仿真结果表明微分对策导引律在对高速机动目标进行拦截时具有优良性能。     

美国无人机助推段拦截计划的拦截弹方案

美国国防部弹道导弹防御局正在管理着美国的无人机助推段拦截计划。这项计划的目的是研究无人机携带拦截弹的潜力,以便对战区弹道导弹提供一个助推段防御层。为了确定无人机助推段拦截系统的要求,正在进行技术评估和风险减小工作。空军器材司令部空间与导弹系统中心先进系统部已被选定为领导该种抛头该种拦截弹的“综合产品组”。     

基于虚拟目标的反舰导弹的最优制导律研究

为了对抗敌方预警系统的跟踪、预测以及远程防空导弹的拦截,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。将弹目相对运动分解为俯仰和航向两个平面内的运动,考虑了制导过程中能量消耗最小以及末端角度要求,分别设计了两个平面内的最优制导律。利用该制导律可以引导反舰导弹向大空域内任何虚拟目标进行变轨机动,从而实现了各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标参数设置合适,反舰导弹的各项性能指标均能满足要求。弹道仿真表明了所设计的最优制导律的有效性。     

助推段反导的动能拦截弹导引律设计

为降低需用过载，对助推段反导的空基动能拦截弹导引律进行分析研究。在建立导引系统模型的基础上，增加修正因子，分析碰撞拦截点处的过载需求；区分有无预测拦截点距离误差的情况，仿真分析了拦截弹道和过载动态响应。仿真结果表明，该导引律能降低需用过载，实现碰撞拦截。     

自适应二阶滑模制导律

传统基于Lyapunov定理所设计的制导律无法保证制导系统的有限时间收敛.基于滑模控制理论,给出了一种二阶滑模有限时间收敛方法,并将该方法与机动目标拦截情形相结合,进行制导律的设计.该制导律首项使得视线转率趋于0,而扩展项可满足视线成型,滑模面的有限时间收敛等特性.针对2种典型的目标机动形式进行了仿真研究,结果表明该滑模制导律可以实现目标的有效拦截,满足上述特性.     

舰空导弹反导作战拦截次数的建模与仿真

根据舰空导弹拦截方式的不同,在自身拦截和协同拦截两种情况下建立了舰空导弹反导拦截次数的数学模型,并在模型参数取典型值的条件下利用MATLAB进行了仿真.结果表明,水面舰艇在防空布阵时应尽可能垂直于反舰导弹的运动方向展开,这不仅有利于降低反舰导弹末制导雷达的捕获概率,而且也有利于通过增加协同拦截次数来降低反舰导弹的外层突防概率,从而提高己方水面舰艇的生存能力.     

反临近空间高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口

在视线旋转坐标系下建立拦截弹与目标的相对运动方程,分析采用纯比例导引律捕获高超声速目标的充分条件,并推导出在交接班处的最优拦截几何,即零控拦截流型。定性分析了拦截弹速度、高度、导引头特性以及末制导捕获条件等在中末制导交接班时所受到的限制,在此基础上定义了中末制导交接班窗口的概念,并介绍了交接班捕获窗口的影响因素、用途、特性以及计算步骤。以纯比例导引律拦截高速目标为例,定量描述了交接班捕获窗口和零控交接班区域,并通过数字仿真实验验证了交接班捕获窗口的合理性。     

一种拦截机动目标的最优制导律设计

引入伪控制变量的概念,建立了线性化的描述导弹与目标相对运动的状态方程.应用线性二次型最优控制理论和改进剩余时间的计算方法,提出了一种拦截高机动目标的最优制导律.通过与比例导引律在平面拦截过程中的仿真结果对比分析,表明所提出的最优制导律在拦截机动目标时更为有效.     

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.     

Study on Anti-ship Missile Saturation Attack Model

Based on the analysis for the interception process of ship-to-air missile system to the anti-ship missile stream, the antagonism of ship-to-air missile and anti-ship missile stream was modeled by Monte Carlo method. This model containing the probability of acquiring anti-ship missile, threat estimation, firepower distribution, interception, effectiveness evaluation and firepower turning, can dynamically simulate the antagonism process of anti-ship missile attack stream and anti-air missile weapon system. The anti-ship missile's saturation attack stream for different ship-to-air missile systems can be calculated quantitatively. The simulated results reveal the relations among the anti-ship missile saturation attack and the attack intensity of anti-ship missile, interception mode and the main parameters of anti-air missile weapon system. It provides a theoretical basis for the effective operation of anti-ship missile.     

防空导弹对目标拦截的模糊二元对比排序

确定对空袭兵器的拦截次序是防空导弹火力分配的重要内容.定性分析和定量计算相结合,利用模糊数学中的模糊二元对比排序法确定防空导弹对多个目标拦截的优先次序,先对模型进行描述,给出模糊相似关系矩阵及相应的计算方法,再以4种空袭兵器为作战对象,运用模型进行计算,得出直观的目标拦截排序结果,变模糊的、复杂的问题为直观的结论.为指挥员科学分配防空火力,最大限度地发挥防空导弹的制空效能奠定基础.