一种模块化引战配合仿真系统的设计与应用

针对导弹引战配合仿真要求,基于模块化和面向对象的软件设计思想,提出了一种仿真系统软件框架,包括模型管理模块、遭遇参数处理模块,引信仿真模块、战斗部仿真模块、可视化模块.介绍了复杂目标的建模方法与近场电磁散射的计算方法,分析了引信启动特性,提出了一种引信延时调整方法.用OpenGL实现了引战配合全过程的可视化动态仿真.通过仿真实例,演示了该仿真系统在防空导弹研制中的应用.     

空空导弹引战配合特性的数学仿真

在建立空空导弹引战配合数学模型的基础上，应用Matlab语言对某型空空导弹引战配合的有效起爆区，实际起爆区及其重合区进行数学仿真，给出了仿真结果并对仿真的结果进行分析，进而提出影响引战配合特性的基本因素，以及提高引战配合特性的有效技术途径。     

引战配合计算机仿真的静态一致性研究

给出了引战配合计算机仿真结果与真实试验结果进行静态一致性检验的方法，讨论了检验过程中的关键技术，即检验决策，验前概率，采伪概率的确定以及随机样本与再生子样的产生方法，对产开发的引战配合计算机仿真系统进行了检验并对检验结果进行分析，检验结果结果表明该系统具有良好的置信度。     

从系统工程角度研究防空导弹引信与战斗部配合问题

本文从导弹系统工程研究出发,叙述了防空导弹引信和战斗部配合的基本概念,提出了引战配合效率、战斗部威力半径等的定义,分析了影响引战配合效率的主要因素,并对研究引战配合效率的特点和方法、在导弹各研制阶段的研究内容以及提高引战配合效率的技术途径和优化设计作了介绍。     

引信战斗部系统的实弹打靶结果分析方法

实弹打靶中,引战系统的靶试结果分析是重要的一个方面,本文根据以往的工作经验,对引战系统的靶试结果分析的意义和方法作了综合概述,供引战系统总体人员、特别是刚参加此项工作的总体人员参考。     

破片型空空弹杀伤概率三维建模与仿真

分析了导弹单发杀伤概率计算的限制,提出应该建立精确的模型对单发概率进行仿真.建立弹目相对速度坐标系,得到该坐标系与大地坐标系的变换矩阵,计算出该坐标系下的交会参数.结合引信模型、战斗部模型、飞机易损舱段模型针对破片型战斗部进行了完整的三维末端仿真.依据仿真结果分析了引信参数对末端杀伤效果的影响,提出了提高导弹末端杀伤概率的途径.     

基于蒙特·卡罗积分法的面目标精度评定方法

射击精度是导弹武器系统最重要的性能指标之一。建立了一种针对导弹武器射击面目标的精度评定方法,定义了命中面目标的精度指标命中区域圆概率偏差,设计了基于蒙特·卡罗积分法的命中区域圆概率偏差计算方法。理论推导和仿真分析表明,对命中面目标的精度指标定义合理,所设计的命中区域圆概率偏差计算方法简单、精确,可以用于导弹武器命中面目标的精度评定及瞄准点选取。     

基于组件的水面战视景仿真系统关键技术研究

为了更加生动逼真地体现水面战视景仿真中导弹发射、导弹命中、舰炮开火、雷达搜索、干扰弹展开等攻防对抗的细节,针对仿真系统设计、组件化建模、组件化模型驱动等关键技术进行深入研究。提出了多粒度建模与替代子模型法相结合的组件化建模方法,通过配置链表内存映射的方法对组件化模型进行动态加载。所设计的基于组件的水面战视景仿真系统作为某大型分布式水面战仿真系统一个联邦成员,通过HLA接口接收联邦中相应联邦成员如导弹、火炮、雷达、干扰系统等的数据,在三维视景中驱动组件化模型。

Abstract：

In order to reflect more vivid details of attack and defense of surface warfare scene simulation such as missile launch, missile hit, gun fire, radar search and decoy expand, several key technologies including system designing, component-based modeling, component-based model-driven were researched. A component-based modeling method was proposed which combined multi-granularity modeling and sub-model replace. This method could load component-based model dynamically by list configuring and memory mapping. The component-based surface warfare scene simulation system designed as a federate of a large distributed surface warfare simulation system federation could receive data of the corresponding federate such as missile, artillery, radar and jamming system, and then the component-based model in the 3D scene was driven.     

污染气体扩散模型的可视仿真

污染气体扩散模型的仿真在环境影响评价起着重要的作用,本文主要研究了污染气体的仿真模型及其参数计算方法,提出了仿真系统中的可视化形式及相应的算法,最终运用本仿真系统,对某市热电厂三期工程的扩建前后的ＳＯ２长期平均浓度进行仿真。     

拦截弹单发杀伤概率仿真计算研究

首先分析了单发导弹杀伤概率计算模型，然后分别介绍了制导误兰分布概率、引信启动区分布概率、引信启动概率、战斗部条件杀伤概率的计算模型，给出了积分区间的确定方法，最后针对一个具体的实例进行了仿真计算，并对仿真结果进行了分析。     

末端修正子母弹对面目标的射击效能评估

作为射击精度评估的常用指标,无论是圆概率偏差,还是命中概率都没有涉及面目标的功能结构的重要度,而命中重要程度不同的区域,其射击效能是不同的。针对末修子母弹打击面目标时射击效能的评价问题,在通过数值模拟法产生末修子母弹的落点散布,以及利用毁伤树分析方法对面目标进行功能区域划分的基础上,利用Monte-Carlo仿真方法计算了子母弹对各功能区域的命中概率Pi,并定义了基于区域结构及重要度的射击命中度和毁伤概率,从而综合评估了整体的射击效能。最后通过仿真算例说明了该方法的合理性,并利用均匀设计法定量分析了末修子母弹的性能参数对射击效能的影响。     

地形遮挡对GNSS干扰范围影响的高效仿真算法

在卫星导航对抗效能的仿真中,真实地理环境的地形遮挡对全球导航卫星系统(global navigtion satellite system, GNSS)干扰源干扰范围影响的仿真计算是个重要问题。通常情况下,地形遮挡对GNSS干扰范围影响的计算通过基于视线可视域分析的算法得到,但该方法存在大量冗余计算。为了减少计算量,提出一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰范围高效仿真计算方法,利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助格网点建立参考面,通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况,避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算。仿真分析表明,当待分析区域半径约为145 290 m时,该算法与传统基于视线可视域分析的GNSS干扰范围仿真计算方法相比, Matlab耗时大幅减少了97.38%,但结果差异并不明显,仅为0.94%。因此,所提方法可以高效、准确地计算出地形影响下GNSS干扰范围,为干扰源优化部署、战场环境仿真分析等提供理论指导。     

地形遮挡对GNSS干扰范围影响的高效仿真算法

在卫星导航对抗效能的仿真中,真实地理环境的地形遮挡对全球导航卫星系统(global navigtion satellite system, GNSS)干扰源干扰范围影响的仿真计算是个重要问题。通常情况下,地形遮挡对GNSS干扰范围影响的计算通过基于视线可视域分析的算法得到,但该方法存在大量冗余计算。为了减少计算量,提出一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰范围高效仿真计算方法,利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助格网点建立参考面,通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况,避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算。仿真分析表明,当待分析区域半径约为145 290 m时,该算法与传统基于视线可视域分析的GNSS干扰范围仿真计算方法相比, Matlab耗时大幅减少了97.38%,但结果差异并不明显，仅为0.94%。因此,所提方法可以高效、准确地计算出地形影响下GNSS干扰范围,为干扰源优化部署、战场环境仿真分析等提供理论指导。     

闪烁现象下旋翼目标微动参数估计方法

逆Radon变换以其精度高、抗噪性能好的优点常用于微动信号的参数估计, 但是当旋翼类目标微动信号存在闪烁现象时, 该方法失效。针对此问题, 提出一种闪烁现象下的微动参数估计方法。首先, 建立基于线性调频信号的单旋翼直升机雷达回波散射点模型, 分析闪烁现象下回波的微动特性。其次, 通过去噪卷积神经网络(denosing convolutional neural network, DnCNN)结构分别训练去噪网络和去闪烁网络, 消除旋翼目标回波时频图中存在的噪点、闪烁带和零频带, 得到余弦包络特征增强的微动信号时频图。最后, 针对传统逆Radon变换使用遍历法搜索微动参数, 存在运算量较大的问题, 因此采用黄金分割法对搜索过程进行改进, 提升参数估计速度, 最终完成对旋翼目标微动参数的估计。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

射击仿真过程中实体碰撞命中检测模型研究

针对射击仿真过程中空间实体碰撞命中检测问题，在已建立的动力学和运动学模型解决了实体位置、姿态及运动趋势解算基础上，提出了考虑对抗双方实体空间占有区域因素，建立目标几何等效体壳体方程，分析了碰撞发生的必要条件，建立了实体碰撞检测模型，可解算最初碰撞命中点参数，并为之后的毁伤描述提供必要的参数条件。     

基于粒子群算法的新型主动防护系统的拦截效能分析

点对点式拦截来袭目标的拦截概率较低且高度依赖目标探测系统精度和拦截算法解算精度，针对该问题,提出一种新型的主动防护系统拦截来袭目标的方案,即采用姿态可调的牵引体发射网状弹药,形成面对点式的“网”来拦截来袭目标。在分析网状弹药发射方式及拦截来袭目标飞行轨迹的基础上,建立了网状弹药的牵引体的运动模型,将拦截网的运动状态分解至其牵引体的运动状态,以牵引体的空间位置确定拦截网的有效拦截面积,减少了对网姿态计算的复杂性,同时简化高速来袭目标的运动为直线运动。采用遗传算法改进的粒子群算法解决了防护系统的多个发射参数的优化问题,最后采用蒙特卡罗打靶实验方法,仿真分析了影响拦截效能的参数设计问题,为新型主动防护系统的进一步优化设计提供了技术支撑。     

手枪弹入靶参数对软防护人体钝击影响分析

为研究手枪弹入靶参数对带软防护人体钝击效应影响情况,基于人体上躯干数字模型,建立了手枪弹钝击带软防护人体上躯干的有限元计算模型,分别以3种入靶速度撞击心脏、肝脏、肺脏和胃4个部位,基于有限元法对手枪弹钝击带软防护人体上躯干的冲击响应进行数值计算,仿真结果定量揭示了手枪弹在不同入靶速度和位置下,钝性带防弹衣的人体产生损伤的压力传递机制及入靶参数对钝击效应影响规律,为软防护冲击效应分析与损伤评估提供了基本数据。     

应用统计法计算主动攻击水雷命中概率的仿真研究

在简要介绍主动攻击水雷工作过程的基础上,详细介绍了用统计法仿真计算主动攻击水雷命中概率的原理、方法、步骤,并给出了计算机仿真结果。     

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability, CEP)可以达到10 m左右。     

弹上下视景象目标快速匹配的技术实现

弹上光学传感器拍摄的下视目标图像的配准是打击效果评估的前提.研究了一种稳定的SlFT算子,实现了大视场下视景象目标的快速匹配.其方法是:通过在尺度空间中计算局部极值,先确定匹配关键点的位置和尺度,同时去除低对比度的关键点不稳定边缘上的响应点;然后由关键点相邻像素的梯度方向直方图描绘出种子点及其特征向量,近而获得关键点的特征向量;最后使用距离函数作为相似性度量进行配准.实践证明,与传统的方法相比,实现的算法具有更高的实时性.由于在原有基础上增加了其特征向量的雏数,因而具有更好的鲁棒性.