垂线偏差对弹道导弹命中精度的影响

本文讨论垂线偏差对弹道导弹命中精度的影响。首先,通过导弹主动段飞行中垂线偏差影响的分析,获得关机点条件的摄动。然后,通过对脱靶系数的分析,得出结论:必须用考虑地球旋转的关机点参数来计算脱靶系数。文章导出利用不考虑地球旋转的关机点参数求取考虑地球旋转关机点参数的解析表达式。利用这个解析结果,可以计算在任意发射条件下的关机点参数,而无需去积分微分方程组,用这些关机点参数即可计算脱靶系数。就本文提供的方法与直接积分弹道方程的计算结果而言,脱靶量的相对误差小于2%,绝对误差约为30米。最后,本文给出全程制导下计算垂线偏差的脱靶量的表达式,并对惯性制导修正脱靶量的方法进行了讨论。     

考虑地球非球形引力摄动影响的自由段弹道解析解

针对地球非球形引力摄动影响下的自由段弹道快速计算问题,在非正交坐标系内建立考虑J2项摄动的地球引力作用下的运动微分方程,在轨道坐标系内建立扰动引力作用下的运动微分方程,并计算天向扰动引力加速度对应的质量偏差,进而通过椭圆轨道以修正J2项摄动运动微分方程;在建立上述运动微分方程解析解的基础上,给出了地心坐标系内弹道飞行器位置和绝对速度的表达式,从而提出了J2项摄动引力和扰动引力作用下的自由段弹道解析计算方法。仿真分析表明:该方法具有较高的计算效率,落点位置偏差小于20 m,满足弹道飞行器高精度实时制导、轨迹预测等应用需求。     

关于惯性制导工具误差分析的一个注记

前言惯性制导工具误差的分析一般采用所谓标准积分法或环境函数法。这种方法通过环境函数逐项近似计算各误差源引起的射程偏差和侧向偏差,然后均方相加求得总的落点偏差。它的优点是计算比较简单,又便于比较各误差源的影响。但是,由于环境函数计算中未考虑引力加速度偏差影响,而存决定圆概率误差C.E.P时,又未考虑射     

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.     

一种对陆攻击飞行器命中精度概率圆检验方法

针对对陆攻击飞行器命中精度假设检验问题,尤其是不同风干扰条件下的命中精度检验问题,提出了一种不同母体条件下的命中精度概率圆序贯检验方法。通过分析试验方案与试验双方风险之间的关系,揭示了基于序贯的命中精度概率圆检验方法内涵,给出了试验子样n、检验门限m*和概率圆半径R的设计策略,建立了概率圆检验方法试验流程。提出基于验前误差分配的概率圆检验方法来解决不同风速影响落点偏差的精度折合问题,有效地回避了精度折合工作带来的计算模型复杂性和结果不确定性。利用实际飞行试验结果验证了命中精度概率圆检验方法的可行性,该方法简洁易行,具有非常良好的工程实践价值。     

关于导弹性能的评价

本文叙述了根据射界来评价导弹性能的问题。分析了影响导弹正常飞行的因素——姿态变化、迎角、过载系数,讨论了制导规律和发射初始条件等,适当改善这些条件可以提高命中精度。     

摄动多头分导与单弹头制导的统一模式

本文提出了虚拟的弹头“落点运动轨迹”的概念,并在此基础上论证了单弹头导弹制导参数所应选定的方向。文章的第二部分讨论了多头分导时各子弹头的“落点运动轨迹”以及分导各子弹头所应选定制导参数的方向。论证结果表明:对基本制导方程来说,单弹头、运载火箭以及多弹头分导的摄动制导可以在同一个模型之下统一起来,而不必各自拟定不同的方案。文章最后部份简要地讨论了在更一般的情况之下“落点轨迹”控制的概念及基本导引模型。本文仅作概念性讨论而不涉及具体方案的实现、简化、误差分析等等。     

垂线偏差对弹道落点精度的影响分析

针对垂线偏差对弹道落点精度的影响,结合弹道飞行器质点动力学模型,系统分析了垂线偏差对发射坐标系、初始参数、飞行过程中受力、程序角控制基准、地心坐标系弹道参数等的影响机理,并建立了相应的数学模型。进一步,基于给定的弹道落点偏差计算方法,以某飞行弹道为例,定量给出了不同发射点大地纬度、不同发射方位角下垂线偏差引起的落点偏差。本文研究工作对提高弹道飞行器落点精度具有重要参考意义。     

电磁轨道炮对机场跑道打击的作战能力分析

随着电磁轨道炮武器装备的快速发展,针对其完成机场跑道毁伤封锁这一重要任务所需的作战能力进行了分析研究。首先,建立了子母弹命中精度圆概率误差(circular error probable, CEP)、跑道瞄准点选择、子母弹落点模拟、跑道封锁概率计算等数学模型,并采用Monte-Carlo法对子母弹的落点分布进行仿真模拟;然后,基于飞机最小起降窗口进行搜索计算,仿真分析了电磁轨道炮射击初速、距离对射击误差的影响以及子母弹命中精度CEP、发射弹丸数量及子母弹抛撒半径等相关战技指标对跑道封锁概率的影响。研究结果对电磁轨道炮弹药总体方案设计及武器系统效能优化具有重要的指导意义。     

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。     

考虑扰动引力影响的弹道助推段误差传播解析计算方法

针对地球扰动引力对弹道导弹惯性导航精度影响日益突出这一问题,研究了沿弹道扰动引力的多项式拟合方法,并基于线性系统理论和弹道摄动思想推导了用于求解扰动引力对弹道助推段状态影响的完整解析表达式。同时考虑扰动引力影响与导弹视加速度之间的耦合特性,将扰动引力引起的视加速度偏差视为扰动引力影响的附加补偿项,并进行迭代修正。仿真结果表明:扰动引力拟合残差小于3×10~(-7)m/s~2,考虑耦合项修正的弹道误差传播解析模型计算残差减小为原有方法的1/3,计算时间仅为直接采用弹道积分求差法的1/10。     

基于摄动理论的落点预测算法研究

针对弹道修正控制系统需要实时进行落点预测的问题,分析了脉冲弹道修正弹弹道特点以及脉冲发动机点火条件,并根据摄动理论,提出了一种快速落点预测算法。该算法通过对标准弹道和扰动弹道的解算获取样本点,采用回归方法求解落点预测模型。并基于该落点预测算法,设计了一种适用于简易修正弹的弹道修正方案。六自由度弹道仿真结果表明,该落点预测算法精度达到控制系统的精度要求,采用该控制方法的弹道修正弹,落点散布误差也大幅降低。     

一种连续修正速度方向的导引方法

考虑制导炮弹由身管武器发射，其飞行控制能力和导引信息量有限，基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想，提出了一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置，得到落点与目标的偏差，并提出了两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间，通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立了加速度修正公式，以减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明：该导引方法简单可行，精度高，对控制能力要求较低，且具备较好的制导效果和毁伤效果，为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

现代战略武器的制导与控制

从现代战略武器小型化、高精度、强突防、全天候和机动飞行的发展趋势,阐述了MIRV系统工作原理、现代弹头的制导方式方法。并从弹头引爆控制系统的角度分析了制导误差及非制导误差对导弹精度的影响。针对导弹提高命中精度的需要,围绕提高战略武器攻击能力,主要是战斗部的威力、命中精度以及作战效果,提出应当在复合制导、综合引爆技术等方面提高导弹精度。     

控制速度方向的弹道修正导引方法

由于制导炮弹由身管武器发射,其飞行控制能力和导引信息量有限,故基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想提出一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置,得到落点与目标的偏差,并提出两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间,通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立加速度修正公式,从而减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明:该导引方法简单可行,精度高,对控制能力要求较低,且具备较好的制导效果和毁伤效果,可为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

初始误差和制导工具误差估计的非线性方法

准确估计初始误差和制导工具误差是机动发射飞行器精度鉴定必须解决的重要问题之一,提出了一种基于非线性模型的误差估计新方法。给出了平台初始失准角向定向误差的转换方法,采用不动点迭代法实现真实视加速度的精确计算,将真实发射系的轨道参数表示为初始误差和工具误差的非线性函数,结合外测数据建立了同时估计初始误差、工具误差、外测系统误差、遥外测时间零点偏差的非线性模型,避免了初始误差的线性化近似。给出了Bayes极大后验估计方法,利用非线性模型和先验信息获得误差的最优估计,证明了估计方法的收敛性。仿真结果表明,所提方法提高了初始误差和工具误差的估计精度,并实现了测量数据的自校准。     

“弹丁兴旺”的家族——俄罗斯系列半主动激光末制导炮弹

为提高现代火炮的作战能力,使用常规火炮发射制导炮弹,可实现精确打击的目的,制导炮弹是在普通炮弹上加装制导系统,它与导弹的主要区别是本身没有动力装置,靠火炮发射的初速度、稳定翼和控制舵使炮弹稳定飞行,制导装置自动导向目标。主要用于攻击坦克、装甲车、反坦克导弹的发射装置、观察所、掩蔽部和火力发射点等小型目标。我们知道,火炮发射常规炮弹的命中误差是随着射程增大而增大,为提高火炮远距离压制和打击目标的精度,使用制导炮弹已经成为发展的必然趋势。它们是现代高新技术与弹药技术巧妙结合的产物,通过计算,制导炮弹武器系统投…     

多弹头分导的制导方程

本文论述了散弹式和分放式两种类型的多弹头分导的制导方程。全文分为三部分。第一部分讨论了散弹式子弹落点围绕母弹落点的散布规律,子弹落点同分导点的弹道参数的关系,散布方程的精确度和利用弹上数字计算机的现实可能性。第二部分是分放式,包括大气层外分导最佳化的数学模型,一类特殊弹道分导起点的定量结果,最佳推力方向的选择,准最佳ε—和ε~*—制导方案及若干数值结果。最后考虑了地球旋转对制导的影响,同时提出一些制导法。关于多弹头再入机动飞行器及摄动制导的实现问题曾在[3]和[4]中作了研究。     

电磁干扰对远程制导火箭的影响及其应对措施

为了提高远程制导火箭的作战效能,分析了其弹道工作过程和影响其命中精度的误差因素,基于发射阶段、飞行中段和飞行末段剖析了其面临的电磁干扰机理。以远程制导火箭技战术特点为基础,从战场电磁频谱管理、模块化广域配置、战场佯动、新型射击方法、多维电子压制、发展新型弹药等方面探讨了信息化条件下应对电磁干扰的方法,为复杂战场环境下远程制导火箭弹的作战运用提供参考。     

跳跃-滑翔弹道扰动引力自适应网格快速赋值方法

为实现高超声速跳跃-滑翔弹道扰动引力的快速赋值,提出自适应网格赋值模型,并根据反距离加权理论,优化广义延拓逼近算法,对模型的逼近误差进行分析。该赋值模型的网格划分为两级,第一级网格根据标准弹道空域进行划分,第二级网格根据滑翔导弹实际弹道在线生成。根据一级网格节点数据,通过优化广义延拓逼近算法计算二级网格节点数据,最后根据二级单元内插计算实际弹道点的扰动引力值。仿真结果表明:在同等大小的网格划分下,优化广义延拓自适应网格模型的逼近精度高于一般赋值方法;在同等精度要求下,该赋值模型的最大单元格边长大于一般赋值方法,从而减少了单元格划分数量,进而降低弹上数据存储量;针对不同滑翔方向以及不同滑翔距离的跳跃-滑翔弹道,该模型逼近误差对应的落点偏差小于5 m,具有较好的适应性。该赋值模型在满足计算速度的前提下,提高了传统赋值方法的逼近精度,降低了弹上存储量,具有一定的工程应用价值。