基于弹道形成的空基助推段反导拦截弹制导律设计

围绕空基助推段反导作战拦截弹制导问题,建立了空基动能拦截弹的时间最优控制模型。结合空基助推段反导作战任务的特殊性探讨了模型的边界条件和容许控制问题;提出了基于虚拟弧的拦截弹可行轨迹确定方法;进一步选取拦截弹飞行时间最小、拦截弹飞行距离最短和命中点拦截弹与目标弹道导弹的拦截角度最大为性能指标,给出了弹道形成制导律的计算方法;通过案例仿真验证了模型及算法的有效性。     

动能拦截弹末段制导导引律设计与仿真实现

大气层外动能拦截弹(EKV)是导弹攻防系统中一个重要的拦截作战系统。为了提高制导精度,在末段制导过程中必须采用性能优良的导引律。针对反导导弹末段的飞行特点及应用场合,根据脱靶量最小的原则,设计并实现了三维扩展比例导引模型。扩展比例导引在经典比例导引模型的基础上,通过对目标角加速度的估计,判断目标的运动趋势,可有效提高拦截精度。仿真图形及脱靶量实验对比结果证实了该导引方法的有效性及实用性。     

超视距协同空战火力打击网络协同目标分配研究

针对超视距协同空战目标分配问题,结合常规超视距协同空战目标分配方法,提出火力打击网络协同目标分配和超视距拦截联盟概念。根据火力打击网络协同目标分配含义和相关约束条件构建新的协同目标分配模型。并结合具体超视距协同空战实例进行模型的求解。通过具体实例与常规目标分配模型比较结果可知,在本文假设条件下,相对于常规目标分配结果,火力打击网络目标分配更能体现超视距协同空战的协同性。应用新的目标分配模型能够增加拦截次数,提高拦截效率,但同时增加了制导难度并牺牲了命中概率。本文所用方法和所得结论可为后续超视距协同空战目标分配研究提供参考。     

多层反导体系火力部署优化

研究了多层反导体系火力部署优化问题。首先介绍了多层反导体系的概念及火力组成,分析了反导体系发展的趋势;其次分析了组成多层反导体系火力系统的反导拦截平台部署的基本要求;再次,由于反导作战是一个攻防对抗的过程,因此从博弈角度出发,建立了多层反导体系火力部署min-max模型,并对求解min-max模型的求解算法进行了分析。最后针对实例,应用多层反导体系火力部署min-max模型对多层反导作战部署进行了优化分析,仿真结果表明:只有合理部署各种反导火力平台,构成一体化反导作战部署,才能达到体系的最优化。研究结果可为多层反导体系反导拦截平台协同部署提供有效的方法和途径。     

陆基中段拦截技术在反导系统建设中的重要意义

2021年2月4日,中国国防部发布消息称:“中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到预期目的,这一试验是防御性的,不针对任何国家。”明显的是,本次试验使陆基中段反导再次成为热门话题。按照拦截时机,反导作战可分为助推段反导、中段反导以及末段反导。     

战区反导拦截效率模型研究

针对拦截战术弹道导弹的问题，建立了情报预警系统和防空导弹拦截系统的排队论模型，给出了反导作战拦截效率的计算模型，并讨论了提高反导拦截效率的对策与方法。     

基于多影响因素的反导拦截区域仿真

针对传统的反导防御系统拦截区域算法考虑因素单一,难以满足导弹攻防对抗对反导防御系统精确描述的需求,对拦截区域的主要影响因素进行了分析总结,提出并建立了一种考虑多影响因素(包括拦截武器最大拦截距离、多功能雷达方位角及探测角)的毁伤目标拦截区域计算模型。采用该模型对不同部署阵地和雷达探测角下的反导防御系统拦截区域求解,并给出仿真实例。结果表明,在一定条件下拦截区域面积随拦截武器系统最大拦截距离、多功能雷达方位角和探测角的增大而增大。该模型能够更加精确地计算出反导拦截区域的特性参数,可供导弹攻防对抗中防御方模型设计和参数设置引用与参考。     

基于遗传算法的拦截器拦截弹道反设计

研究大气层外动能拦截器(EKV)拦截弹道的快速规划方法。在分析拦截弹拦截作战任务基础上,分析了陆基拦截弹(GBI)关机点处的位置、速度选择应该服从的主要约束条件;以拦截交会角最小为目标函数,建立了EKV拦截弹道反设计的优化模型,利用遗传算法和反向积分的方法搜索得到了EKV初始弹道6个弹道参数、3个约束条件的初始拦截弹道参数。仿真结果验证了本研究方法的正确性,亦表明在难以获得拦截弹真实弹道解算所需基础数据的情况下,采用本方法的工程反设计方法规划的EKV拦截弹道可在一定程度上接近真实弹道,能够满足导弹突防对抗仿真需要。     

基于连续Hopfield网络的反导火力分配优化

为缩短防空火力分配模型解算时间,提高防空火力分配的鲁棒性,应用Hopfield神经网络对反导火力分配问题进行了研究。以反导火力分配为研究对象,建立了反导火力分配模型,以提高反导战场管理的智能化。提出了基于连续Hopfield神经网络的反导火力分配优化算法,并对该算法进行了收敛性和稳定性分析;最后应用实例验证了模型的有效性。     

超声速载体的末端制导拦截算法

超声速载体是未来战场区域最主要的攻击武器,超声速载体具有攻击速度快、飞行距离远,突防能力强的特点。为了解决对超声速载体的前向拦截问题,在现有的末制导导引律的基础上,以脱靶量作为优化判据,建立了三种具有代表性的末制导律解决高超声速目标前向拦截问题的可行性。并通过建立拦截弹与超声速载体的三自由度运动模型,提出利用修正比例制导律、滑模变结构制导律和微分对策制导律对拦截弹的攻击区域和正迎头范围进行修正。仿真结果表明,提出的算法具有较高的末端制导拦截精度,为后续实际工程应用研究提供一定的理论基础。     

航母编队一体化反导效能评估

对航母编队反导拦截能力评估的准确性将影响中方导弹突防作战效能分析及任务筹划,因此展开航母编队一体化反导的效能评估模型构建和仿真分析。以美军典型航母战斗群为研究对象,分析其防空反导系统架构以及作战流程,并基于关键参数对探测雷达、拦截弹、密集阵、干扰装置等重要环节进行了机理分析与模型构建、优化,同时结合蓝方来袭武器状态参数进行了子系统效能概率以及联合反导概率分析。最后以典型阵位下的航母编队反导效能评估为例,验证了模型的可行性。仿真结果表明当航母编队在200 km以上的距离有效探测到飞行速度低于12 Ma的来袭弹时,其反导成功率能够达到90%以上。     

基于微分进化算法的防空导弹火力分配

防空导弹火力分配是防空作战中的关键环节,优化分配方案、提高分配效率都将对提升防空作战效能产生重要影响.在分析防空导弹火力分配过程的基础上,建立了基于最大杀伤效能的防空导弹火力分配模型,并引入惩罚函数,改良了原有模型;在分析微分进化算法优缺点的基础上,结合防空导弹火力分配问题的特殊性,对标准微分进化算法进行了改进,使其适用于离散问题的求解,并将其应用于防空导弹火力分配问题;结合实例对基于微分进化算法的防空导弹火力分配模型进行仿真分析.仿真结果表明,采用微分进化算法解决防空导弹火力分配问题收敛速度快、鲁棒性强、执行效率高.     

基于协同效能的反导作战任务分配模型

提出了一种基于效能最优的多个反导武器系统协同反导作战任务分配模型。阐明了任务分配与目标分配的关系,给出了任务生成原理,建立了考虑任务分配均匀性和一致性的静态任务分配优化模型;为建模方案之间的协同约束,定义了基本效能、自协同效能和互协同效能;基于粒子群优化算法进行了求解。仿真结果表明:建立的模型和方法适用于静态任务分配问题,所得结果合理有效,能够反映出任务协同在多个反导武器系统协同反导任务中的优势。     

一种基于遗传算法的航迹优化方法

目的设计优化一类巡航导弹航迹,且航迹满足避开地空导弹、高炮、歼击机群、电磁脉冲等火力单元和地形地物障碍,并且满足航迹路径长度短、耗油量少等约束条件。方法利用遗传算法进行优化,对遗传算法的交叉操作进行改进。结果提出了一种巡航导弹航迹优化算法和一个航迹规划代价评判模型。结论经仿真实验证明该方法典型性强,处理的信息量小,实时性也较好, 具有一定的理论和使用价值。     

越南潜射反舰导弹对航母编队威胁及对策分析

 越南装备了“基洛”级潜艇，该级潜艇是世界上静音性能最好的常规动力潜艇之一，而其配备的“Club-S”潜射反舰导弹具有先进的性能，本研究分析了该型导弹的性能、特点和工作过程。鉴于美军航母编队反潜、反导作战能力与战术运用具有典型的代表性和借鉴意义，进一步分析了美国航母编队反潜作战能力和反导作战能力，分析了其反导作战方式。     

拦截蛇形机动目标考虑自动驾驶仪动态特性的最优制导律

针对目标蛇形机动及导弹自动驾驶仪动态特性对制导精度的不利影响,基于二维制导模型,推导了拦截蛇形机动目标考虑精确自动驾驶仪动态特性最优数值制导律. 设计了蛇形机动目标特性卡尔曼滤波器,分析了该最优数值制导律的具体实现方法. 仿真结果表明,卡尔曼滤波器对蛇形机动目标跟踪性能良好;采用蒙特卡洛仿真技术,证实了该最优数值制导律比已有拦截蛇形机动目标最优制导律制导性能高,能有效降低目标蛇形机动及自动驾驶仪动态特性造成的不利影响.