系统目标毁伤效果指标建模方法探讨

探讨常规导弹打击目标类群中系统目标的毁伤效果指标的建模方法。在对毁伤效果指标、毁伤意图、目标易损性等概念进行深入分析基础上,提出基于目标功能易损性的系统目标毁伤效果指标建模的思想。根据系统目标功能受损情况,归纳出三类毁伤效果指标常用的建模方法:效能模型、失效模型及基于毁伤的保障度模型。举例说明了方法的有效性,可为导弹武器攻击效能评估、耗弹量计算和瞄准点选择等提供定量决策依据。     

Damage functions and estimates of fratricide and collateral damage

There are multiple damage functions in the literature to estimate the probability that a single weapon detonation destroys a point target. This paper addresses differences in the tails of four of the more popular damage functions. These four cover the asymptotic tail behaviors of all monotonically decreasing damage functions with well‐behaved hazard functions. The differences in estimates of probability of kill are quite dramatic for large aim‐point offsets. This is particularly important when balancing the number of threats that can be engaged with the chances of fratricide and collateral damage. In general, analysts substituting one damage function for another may badly estimate kill probabilities in offset‐aiming, which could result in poor doctrine. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 50: 306–321, 2003.     

考虑目标定位误差的点目标毁伤概率求解

根据射击毁伤理论和概率统计学,在现有点目标毁伤概率求解方法基础之上提出考虑目标定位误差的解析法和仿真法.计算结果表明2种方法均准确可行.通过对比分析得出不同弹药量、不同目标特性条件下,定位误差对毁伤概率的影响程度.运用解析法得出点目标的单发命中概率服从χ2分布,通过大量仿真得出目标定位误差可忽略的条件为WmaxRCEP/ω.     

目标识别中的传感器管理方法

基于假设检验的方法,研究了目标识别中的传感器管理方法。分别以用于假设检验问题中的最大后验概率、最小代价函数和最大正确检测概率为目标函数,给出了用于目标识别问题的多传感器管理方法,并针对目标识别问题的特点,对其进行了相应的改进。通过对一定场景的仿真,比较了三种不同方法的识别正确率和平均采样次数,分析了各种方法的特点。     

The variance of the coverage of a randomly located area target by a salvo of weapons

We derive formulas for the variance of that proportion of the value of a randomly located, circularly symmetric area target that is destroyed by N independently fired weapons of identical type whose damage functions are circularly symmetric about the respective impact points. The probability density functions of the target center location and of the weapon impact points are also circularly symmetric. The general results are specialized to uniform and Gaussian functions. In the latter case a closed-form solution (triple integral) for the variance of the coverage is derived. Similar to some well-known results on expected coverage, this expression for the variance of the coverage can be easily evaluated by numerical quadrature. Numerical results are given which indicate the target coverage variability caused by the combined effects of random target-locating errors and weapon impact point fluctuations.     

未确知条件下多枚导弹打击不规则面目标的毁伤效果评估

在信息缺乏的情况下,如何提高对多枚导弹打击不规则面目标毁伤效果评估的可信度是导弹作战运用研究的重难点。通过蒙特卡罗方法建立给定参数下的面目标毁伤效果评估模型;采用信度分布函数对该问题的未确知性进行评估,评估结果显示毁伤效果未确知性较高;基于信度熵,分析导弹各个属性的未确知性对毁伤效果未确知性的影响;通过针对性减小影响大的属性的未确知性,迭代减小毁伤效果的未确知性。仿真实验结果表明面目标有效毁伤率的未确知范围得到显著减小。该研究能够有效指导毁伤效果评估工作,减小其中的不确定性。     

对岸上线目标、面目标射击的效力评估

主要对岸上线目标、面目标进行间接射击时 ,射击效力指标 (相对毁伤目标长度或相对毁伤目标面积数学期望 )的计算进行了讨论。推导出在弹丸的毁伤半径和射击误差不变的情况下 ,毁伤长度或面积同目标长度之间的关系 ,以及相对毁伤长度或面积同目标长度之间的关系。     

先期毁伤原则下武器单元的射击时机分配

以先期毁伤为原则,首次对武器单元的射击时机分配问题进行数学建模。提出一种使毁伤概率密度在时间上靠前分布的武器单元射击时机分配模型,在保证指定瞬时之前以期望概率毁伤目标的前提下,合理分配各武器单元的射击时机,实现对目标的尽早毁伤。根据射击时机分配模型中约束函数的单调性特点,提出一种改进的连续域蚁群算法,使算法自变量满足约束条件的"优良区域"开始搜索,采用搜索窗口平移的方法逐步寻找最好解,提高了算法的搜索速度。实例分析验证了模型和算法的有效性。     

目标毁伤效果预测研究

目标毁伤效果预测是优化火力打击方案、合理配置作战资源的基本前提,是当前迫切需要解决的问题。在分析目标毁伤效果预测基本流程的基础上,重点阐述了弹目交汇、目标物理毁伤、目标功能毁伤和系统目标功能毁伤等几个关键问题的研究方法和现状,讨论了目标效果预测问题的发展趋势。     

基于功能分解组合的协同防空作战体系效能评估

协同防空作战体系各要素具有复杂耦合特性,所提出的功能分解-组合效能分析方法可以分析各要素对协同防空体系作战效能的贡献。首先利用功能分解提取出态势数据共享、集中式目标分配、火控级目标数据共享、协同制导4种特征功能,然后组合形成分区防空、集中指挥、协同探测、协同作战4种不同协同级别的防空样式,建立了包含效用指标和代价指标的效能指标体系,通过蒙特卡罗仿真获取了可以互相参考对比的规律性的效能指标规律,为复杂作战体系效能评估提供了一种思路。     

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。     

某型火箭炮弹对面积目标的毁伤仿真

某型火箭炮是新型的主战装备,对其战术技术性能的研究具有重要意义。采用仿真的方法对该型武器系统对目标的毁伤过程进行研究,可以大大节约实弹射击所需经费,并且可以动态地观察毁伤过程的细节。根据某型火箭炮弹抛撒子弹模型及子弹毁伤目标性能指标,采用理论分析和计算机模拟手段,对该型火箭炮弹对面积目标的毁伤过程进行了仿真,并得出了毁伤效率随子弹枚数和CEP的变化规律。研究成果对该型武器系统的作战运用具有借鉴意义。     

基于向量网格法评估面目标毁伤效果

向量网格法是一种计算目标毁伤效果的新方法。该方法借鉴像素仿真法的思想,将目标划分成一定数量的网格,使用向量对每个网格进行详细描述,弹药毁伤仿真后向量发生变化,最后进行打击效果统计。与经典方法进行比较,不仅解决了重叠面积计算问题,且精度更优,适用范围更广。使用该方法进行了子母弹毁伤效果计算,仿真结果验证了方法的有效性和优越性。     

反辐射导弹攻击航母毁伤效能分析

针对某型航母建立了基于海平面的舰桥主桅坐标系,近似计算了一处雷达天线密集区各设备在该坐标系中的坐标,建立了某三维相扫描三坐标雷达、某目标捕获雷达、某对海雷达等典型雷达天线的数学模型,根据反辐射导弹战斗部的引爆点位置及破片模型解算了反辐射导弹对密集区典型目标的毁伤效能,以期对反辐射导弹攻击航母提供理论支持.     

不同初速弹丸对靶板的损伤仿真与评估

为了研究弹丸对武器装备的损伤,建立弹丸侵彻多层靶板的有限元模型,对不同初速弹丸侵彻多层靶板进行仿真试验,引入等效应变及等效应力参量以精确描述靶板损伤,提出一种基于多元统计分析对靶板损伤进行评估的方法。结果表明：利用该方法所得到的计算结果与理论分析结果完全一致。这说明基于多元统计分析的靶板损伤评估方法能够正确地评价仿真实验中目标靶板的战损程度,因而可以进一步应用于装备侵彻损伤评估与易损性研究中。     

目标毁伤效果评估技术研究进展

目标毁伤效果评估作为目标保障的一项重要内容,对精确打击作战情报保障起到了核心作用,是现代精确打击体系的一个重要环节和关键步骤。文章从评估方法、评估模型和评估系统三个方面入手,梳理了国内外目标毁伤效果评估技术的最新研究进展,并对目前各类评估方法、模型及系统的优缺点分别进行了评述。最后,指出了该领域今后的研究方向。     

Damage accumulation and probability of kill for gun and target engagements

Determination of the gunfire probability of kill against a target requires two parameters to be taken into consideration: the likelihood of hitting the target (susceptibility) and the conditional probability of kill given a hit (vulnerability). Two commonly used methods for calculating the latter probability are (1) treating each hit upon the target independently, and (2) setting an exact number of hits to obtain a target kill. Each of these methods contains an implicit assumption about the probability distribution of the number of hits‐to‐kill. Method (1) assumes that the most likely kill scenario occurs with exactly one hit, whereas (2) implies that achieving a precise number of hits always results in a kill. These methods can produce significant differences in the predicted gun effectiveness, even if the mean number of hits‐to‐kill for each distribution is the same. We therefore introduce a new modeling approach with a more general distribution for the number of hits‐to‐kill. The approach is configurable to various classes of damage mechanism and is able to match both methods (1) and (2) with a suitable choice of parameter. We use this new approach to explore the influence of various damage accumulation models on the predicted effectiveness of weapon‐target engagements.     

基于结构聚集度的海面目标特征描述及匹配方法

在对海面目标进行光电图像跟踪时,由于跟踪技术的局限性,跟瞄点往往会出现对目标的"失跟"现象,为了判断这一情况,通常需要对前后帧跟瞄区域的目标图像特征进行对比判别。但红外图像基本不存在颜色及纹理特征,而仅使用形状特征对于持续运动中的复杂目标图像又难以取得良好的效果。为解决这一问题,提出了一种基于目标结构聚集度的特征描述及匹配方法。首先对目标图像进行均匀矩形划分,在此基础上建立基于矩形块填充比的邻域矩阵作为图像特征,计算相邻帧图像该特征的欧氏距离差,并加入面积差参数进行特征匹配。对多种不同情况下的实测及模拟目标进行了计算机仿真实验,结果表明这种特征能够有效判断"失跟"情况,并且对于光学及红外目标旋转具有较好的不变性。     

A method to determine the shell layout scheme for equipment battlefield damage tests under artillery fire

In this paper,a new method for determining the shell layout scheme is proposed,which can make the equipment damage data by the battlefield damage test resemble as close as possible the actual combat data.This method is based on the analysis of the impact point distribution and effective damage area of equipment.In order to obtain the position of the impact points,an impact point distribution model under artillery fire was established.Similarly,in order to obtain the effective damage area of equipment,the concepts of generalized damage area and task-based equipment functional damage probability were demonstrated,and the corresponding calculation model was established.Through case analysis,the shell layout scheme was effectively obtained,verifying the correctness of the proposed method.     

联合火力打击弹药需求计算动态模型研究

弹药是火力打击和火力毁伤的基础.传统的火力毁伤弹药需求计算主要有两种思路,一种是不考虑对抗,单纯基于目标的幅员和弹药的毁伤概率静态计算弹药的需求,一种是考虑对抗,运用兰切斯特方程计算弹药的消耗,这样求得的预测结果与实际需求均有较大的差距.研究发现,将基于目标打击的弹药需求和在对抗条件下武器损耗因素结合起来考虑,可以有机地将两种弹药消耗的计算思路融合在一起,建立新的数学模型,所得结果反映了弹药实际需求与外部因素的内在关系,与实际作战更加相符,对战时的弹药供应决策具有重要意义.