基于未来空域窗的高炮点射效力仿真

为了对付机动目标,提高高炮系统的毁伤效能,以完成其担负的防空反导任务,提出了未来空域窗射击体制。以35mm高炮为例,用解析法分别仿真计算了,在集火射击体制和未来空域窗射击体制条件下的点射毁歼概率,并对6种不同目标的毁歼概率进行了统计。统计结果表明,对付小型化目标或机动目标采用未来空域窗射击体制更有优势。     

高炮空域窗射击弹丸散布中心配置方法

介绍了高炮未来空域窗射击体制的原理,提出了一种新的弹丸散布中心配置方法——菱形分布法,给出了空域窗射击的毁歼概率公式,并以毁歼概率均值和均匀度为指标对该配置方法的效果进行了分析。仿真结果表明,菱形分布法提高了对目标的毁歼概率,适于配置未来空域窗的弹丸散布中心。     

空域窗射击毁歼概率解析计算模型

为提高未来空域窗射击技术对空中机动目标的毁伤概率,需要根据目标机动幅度对未来空域窗的大小进行动态设定,故提出“自适应射击窗”的概念.空域窗大小设定的依据是使毁歼概率最优.可以采用解析法来在线计算该毁歼概率值.在分析空域窗射击误差的基础上,演绎了均匀分布法与高斯和法两种毁歼概率解析计算方法的公式.以毁歼概率蒙特卡罗法仿真数据为基准值,对两种解析法的计算精度进行了对比分析.仿真结果表明,高斯和法的计算精度显著优于均匀分布法,且满足实时计算要求,适于在线评估空域窗的射击效能.     

多种未来空域窗配置方式下的毁歼效能分析

介绍了高炮未来空域窗射击体制的原理,分析了在目标与未来空域窗相遇时,时间及位置预测误差对理想未来空域窗产生的影响,提出了更优的多重未来空域窗配置方式和三维椭球形未来空域区配置方式,并以毁歼概率为指标对几种配置方式下的毁伤效果进行了分析。仿真结果表明,椭球形未来空域区配置方式毁伤效能最好,多重未来空域窗配置方式次之,减小了时间及位置预测误差带来的影响。     

自适应射击窗火力控制技术

为提高高炮武器系统拦截巡航导弹的能力,提出了自适应射击窗的思想.自适应射击窗是指火控系统根据目标运动参数估计结果,识别目标的运动模式并估计出其机动幅度,实时在线评估毁歼概率,并求解出具有最大毁歼概率的空域窗技术参数(形状和大小),据此计算出射击诸元提供给高炮武器系统实现对空中目标的射击.对实现该技术要解决的几个专项技术问题作了简要分析.最后,通过设置不同的目标航路,采用蒙特卡罗法分别对自适应射击窗技术和传统火控技术进行了效能对比分析.仿真结果表明,当巡航导弹不机动时,前者有与后者相当的射击效果;当巡航导弹蛇行机动时,依据参数设置,前者的毁伤效能较之后者提高约17.7％～102.4％,且增加了有效射击时间.     

未来空域窗下高炮武器系统的毁伤概率

为得到更准确的高炮武器系统毁伤概率算法,将射击诸元误差进行了分解,并对射击诸元误差各分量进行了相关性和重复性分析;在上述分析的基础上,结合弱相关误差序列的生成方法,给出了毁伤概率计算的蒙特卡罗法;基于此算法,计算了高炮武器系统使用未来空域窗射击体制或集火射击体制时,对不同机动特性目标的毁伤概率;结果表明,对高机动目标进行射击时,未来空域窗射击体制相比集火射击体制更优;同时给出了根据目标机动特性选择射击体制的方法。     

空炸射击高炮拦阻射击效力仿真

以100mm高炮为例,构建了空炸射击高炮拦阻射击仿真计算模型,仿真计算了100mm高炮营对巡航导弹和轻轰炸机的毁歼概率,并与57mm高炮武器系统的拦阻射击效果进行了分析比较.计算结果表明空炸射击高炮武器系统的拦阻射击毁歼概率明显高于着发射击高炮武器系统.     

高炮对巡航导弹毁伤概率仿真

针对高炮射击中误差的复杂性,根据相关性把射击误差分为三类,并通过近似方法把射击误差由三类转化为两类,进而借助分布函数合成定理法对高炮单炮一发的毁伤概率计算提出了算法,并在此基础上依次给出了单炮一次点射以及炮连一次点射对巡航导弹的毁歼概率计算方法;且运用此计算方法,参照巡航导弹的参数来选取计算参数,通过仿真的方法研究了巡航导弹的易毁性以及射击时目标被弹面积的变化对毁歼概率计算结果的影响,并给出了相应仿真结果.     

基于多模射击的火力控制理论研究

为提高高炮武器系统拦截空中高度机动目标的能力,提出了多模射击的思想.多模射击是指火控系统根据战场态势,实时可靠地估计出目标在射弹飞行时间内若干个可能的机动形式预测结果.并据此控制高炮群同时向若干个可能的目标未来点进行射击.建立了多模射击毁歼概率计算公式.通过与传统的单模射击体制进行效能对比分析验证了多模射击体制的有效性.最后对基于多模射击的火力控制若干关键技术作了简要分析.     

高炮群射击能力评估

为提高高炮群射击能力,根据高炮群射击能力的影响因素,针对评判高炮群射击能力大小的三项指标:射击密度、射击时间、毁歼概率,构建了射击能力计算的相关模型,并进行了实例计算与分析,为评估高炮群射击能力提供了一种新的思路和方法。该方法较好地解决了在要地防空作战中高炮群射击能力的评估问题。     

一种新的未来空域窗瞄准点配置方法

依据未来空域窗理论最优射击密度,按照实际射弹命中点误差方差应与理论最优射击密度下射弹命中点误差方差相同的原则,提出了环状未来空域窗(包括椭圆环状未来空域窗和圆环状未来空域窗)的构造方法.同时,通过构建基于最优射击毁伤目标概率的有约束非线性函数,得到环状未来空域窗最优配置参数.算例分析表明:在网状未来空域窗、椭圆环状未来空域窗和圆环状未来空域窗中,当误差方向给定时,椭圆环状未来空域窗得到的毁伤概率最大;当误差方向未定时,圆环状未来空域窗得到的毁伤概率期望最大.     

多空域窗射击技术研究

未来空域窗射击体制相对集火射击体制,提高了对机动目标的拦截概率,能够对付有限机动目标,然而依然难以对付具有高度机动能力的目标,尤其是有人驾驶飞机,如果在射弹飞行时间内进行拐弯、爬升、俯冲等强机动.为了进一步提高对目标的拦截概率,提出了多空域窗射击体制,即在传统火控系统中增加目标实时态势估计模块,实时预测目标在射弹飞行时间内的可能机动模型,并根据预测结果进行多个未来空域窗射击.     

弹炮结合武器编队火力分配算法

针对弹炮结合武器编队防空的火力分配问题,根据防空导弹和高炮系统射击的不同特点,建立了弹炮结合武器编队的火力分配模型,该模型带有毁歼概率门限,充分考虑了导弹和高炮的杀伤区域和弹炮火力交接点,分配结果可使弹炮结合武器准确把握导弹发射和高炮射击的时机。在此基础上,提出了变异离散粒子群混合优化算法(VDPSO)求解编队防空作战火力分配,提高了算法收敛速度以及全局搜索能力。仿真结果验证了该模型的有效性。     

攻防对抗仿真中高炮火力单元射击指挥模型

在分析高炮火力单元射击指挥过程的基础上,着重对高炮火力单元射击指挥仿真中的目标搜索模型与杀伤效果评估模型进行了深入探讨和构建。在实现高炮杀伤效果评估方面,运用蒙特卡罗方法构建了符合实际、满足仿真粒度要求的高炮着发射与空炸射击毁伤概率计算模型。实际应用表明:模型满足仿真可信度和实时性要求,对开展地面防空作战仿真具有一定的借鉴意义。     

基于毁伤概率的未来空域窗最优射击时机

针对未来空域窗进行瞄准点配置时,需要对目标和射弹的误差进行处理的情况,提出了利用投影对未来空域窗误差进行处理的方法,并基于该方法研究未来空域窗毁伤效能变化规律。同时,依据毁伤概率最大的原则,设计了最优射击时机计算流程。仿真实验结果表明:在一次开火时间范围内,通过该最优流程计算得到的目标毁伤概率最大,由此证明了所提方法的正确性和可行性。     

基于Monte-Carlo方法的弹炮结合防空武器系统毁歼概率仿真研究

根据弹炮结合防空武器系统对空射击的特点,建立了其毁歼空中目标的数学模型,并在此基础上利用蒙特卡洛方法对模型进行了仿真分析,仿真结果贴近实验数据,为弹炮结合防空武器系统提供了一种用计算机仿真模拟来计算毁歼概率的方法,解决了用解析法计算毁歼概率所带来的诸多困难,为新型系统的设计、研制和评价提供了依据和必要的分析手段。     

未来空域窗体制下的高炮抗击反辐射导弹模型研究

针对高炮近程防空反导中存在的问题,以未来空域窗射击理论为基础,提出了高炮抗击反辐射导弹的单层未来空域窗指标论证模型,着重对弹幕的散布密度和武器系统的射速进行了研究。通过对模型的仿真计算,验证了模型的合理性,并对高炮抗击反辐射导弹的相关指标给出了建议。     

高炮防空作战可视化仿真系统设计与实现

为了研究高炮武器系统的防空作战能力,开发了人在回路的飞行控制模型,对高炮武器系统进行了建模与设计,对弹目碰撞检测算法进行了优化,设计实现了基于MATLAB/Simulink和VRML的高炮防空作战虚拟仿真系统,能够对整个防空作战过程进行三维动态演示并评估高炮防空作战的毁歼概率。仿真系统采用模块化设计,并结合了VRML三维建模能力和MATLAB数据计算能力的优势,便于系统的功能扩展和模型重用。仿真结果验证了系统的合理性和实用性。     

针对无人机集群目标的舰炮对空射击方法

利用低成本无人机集群实施饱和攻击,将成为未来海战场突破舰艇对空防御系统的一种新型作战样式.从现有中小口径舰炮武器系统的射击体制出发,详细分析了现有追踪射击方法在打击此类密集目标时的能力不足,为增强现役中小口径舰炮武器系统打击无人机集群目标的能力,提出了基于未来空域窗的对空射击新方法,该方法控制武器系统内的单脉冲雷达波束对集群目标进行空间拉偏扫描,并通过最大似然估计的超分辨算法,获取迎弹面上的集群目标分布特征,改进传统未来空域窗射击方法中弹头均匀散布的设计思路,通过求解高斯混合模型配置弹丸散布中心,使得迎弹面上的弹丸散布概率与集群目标分布特征相匹配.仿真结果表明,该射击方法现实可行,可用于提升中小口径舰炮武器系统对无人机集群目标的打击能力.     

未来空域窗射击快速决策方法研究

针对是否实施未来空域窗射击的问题,首先根据目标未被毁伤的概率模型,提出了集火射击方法的最大弹丸数和未来空域窗射击方法的最小弹丸数概念;然后,对这两种射击方法的目标未被毁伤概率的被积分函数的特性进行详细分析,推导出集火射击方法的最大弹丸数和未来空域窗射击方法的最小弹丸数的计算模型,根据可齐射的弹丸数、目标大小、抗毁伤能力及误差特性,快速判断是采用集火射击还是未来空域窗射击的方法;最后,进行了算例分析,分析结果验证了该模型的正确性和决策方法的合理性。