弹道导弹攻防对抗的对策模型

针对现代空袭的弹道导弹突击,设计了弹道导弹攻防对抗的对策模型。把导弹攻击的行动表示为能造成最大预期伤害的数学模型,然后指出如何最优化防御拦截系统部署及拦截方案以期最小化最大期望毁伤,仿真实例说明了弹道导弹攻防对抗对策方法的有效性。     

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。     

高超声速巡航导弹攻防对抗仿真研究

在当前复杂作战环境下,对导弹武器系统进行攻防对抗研究是很有必要的。针对攻防对抗这一复杂的动态过程,本文建立了高超声速巡航导弹攻防对抗仿真模型,并在此模型中,分别给出了结果评判模型、作战环境模型和对抗仿真模型。并根据所建立的仿真模型,计算出高超声速巡航导弹的突防概率。仿真算例结果表明,减小高超声速巡航导弹的雷达反射截面积RCS和增大高超声速巡航导弹的巡航速度是提高其突防效能的重要手段。     

三体对抗中的自适应协同突防策略

针对三体对抗中由目标飞行器释放的弱机动防御弹难以精确打击高机动来袭拦截弹的问题,提出了一种目标-防御弹的自适应协同突防制导策略。首先,根据已知的拦截弹的制导策略和运动信息,以最小化脱靶量和控制代价为目标,通过系统降阶,利用最优控制理论设计了目标-防御弹的最优协同制导律。接着,考虑实际攻防对抗中拦截弹制导策略未知的情况,采用基于平方根容积卡尔曼滤波的多模型自适应滤波器估计拦截弹的制导策略和运动信息,利用模型概率对各模型的最优协同制导律进行混合输出,得到自适应协同突防制导律。仿真结果表明:最优协同制导律能让目标飞行器协助防御弹在不具备机动能力优势的情况下成功打击拦截弹,且脱靶量小于0.1m;自适应协同制导律能够准确地估计拦截弹的运动状态,并使得防御弹在目标飞行器配合下以较小的控制代价精确地打击拦截弹,脱靶量有97%的概率落入小于0.765m范围内。     

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。     

压制干扰条件下雷达探测区域研究

在研究雷达天线方向图模型的基础上,推导出无干扰、SSJ(self screening jamming,自卫式干扰)、单SOJ(stand-off jammer,远距离支援干扰)、多SOJ情况下常规雷达、频率捷变雷达的最大探测距离计算公式,针对不同情况给出不同的计算机仿真方法,可有效地对雷达在干扰条件下进行效能评估.利用该方法对多种情况下的雷达探测区域进行仿真,得到雷达探测区域分布图和盲区系数,对仿真结果进行分析,得到如下结论:SSJ条件下雷达探测区域减小严重,基本无法正常探测,但形状规则;SOJ条件下雷达探测区域不规则,在干扰方向上探测距离减小显著,在其他方向上仍可达到较大的探测距离,频率捷变雷达可有效对抗压制性干扰.由多干扰条件下雷达探测区域的研究和仿真可见,干扰布局不同盲区系数差别明显.     

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。     

无人机掩护岸舰导弹突防效果仿真分析

为有效提升岸舰导弹突防能力,采用无人机(unmanned aerial vehicles, UAV)分布式作战对抗敌方舰载雷达。基于雷达探测方程和干扰方程,建立无人机干扰下雷达暴露区计算模型,并对无人机阵位配置情况进行分析。结果表明：无人机的干扰方向、干扰功率及干扰距离对舰载雷达探测性能有重要影响,无人机分布式作战能够有效降低雷达的作战效能,从而为岸舰导弹突防提供有利条件,作为全新的作战样式也为未来研究无人机的战术运用奠定重要理论基础。     

反坦克导弹阵地弹药消耗模型及仿真

目前的弹药消耗计算多针对单一武器系统.为从整体上动态研究多层坦克导弹防御阵地的弹药消耗规律,该文根据反坦克作战火力对抗过程及精确制导武器弹药消耗特点,应用排队系统理论建立了多层防御反坦克阵地的弹药消耗模型.应用该模型对3种典型的反坦克防御作战想定进行了弹药消耗仿真计算,仿真结果表明了模型的有效性,以及弹药消耗量对兵力因素、武器打击性能以及防御时间的敏感性.     

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。     

直接分配到弹的双层反导火力规划模型

反导作战火力运用是反导力量建设的核心内容之一,末段双层反导火力规划是一个复杂的不确定多约束条件优化问题,对火力规划进行了问题分析、弹-目分配时机分析和模型假设;分2个阶段建立了直接分配到弹的末段双层反导火力规划模型,模型重点考虑拦截目标与拦截弹杀伤时间窗口的对应关系,建立起武器系统拦截弹与来袭目标的弹-目对应分配关系,提供一种新的、快速的双层反导火力规划方法。     

防空相控阵雷达转角控制策略

针对防空相控阵雷达转角控制策略对防空导弹作战效能的重要作用,分析了防空相控阵雷达天线阵面转角对空中目标射击条件的影响,给出了防空战术指控中心判断下属火力单元是否需要实施转角控制的判断方法,结合防空目标分配过程建立了相控阵雷达责任方向转角控制策略优化算法。计算机仿真实验结果表明,对防空相控阵雷达天线阵面实施适当的转角控制策略,可较好地提高防空系统的作战效能。     

基于角度信息的近空间雷达网定位算法

研究了一种能有效提高角度信息定位精度的近空间雷达网目标定位算法。通过目标与雷达站之间的几何关系,建立基于角度信息的目标定位模型,将方位角与仰角信息的非线性方程转换为线性方程,运用最小二乘算法得到目标位置的初始值,根据最大似然算法将定位问题转化为无约束的优化问题,并利用信赖域方法进行迭代求解,给出了算法的求解过程和详细步骤,在此基础上对算法的定位精度进行了分析,推导了定位的几何精度因子表达式,并进行了仿真分析。仿真结果表明：该算法能有效提高角度信息的定位精度,且其定位性能优于最小二乘算法。研究成果可为近空间雷达网的探测与跟踪提供理论基础。     

三通道干涉仪雷达测角方法

针对米波雷达天线同有尺寸较大的问题,研究用3根接收天线实现全空域探测的雷达测向算法.根据天线放置的等边三角形几何关系,通过天线阵子间的相位差就可计算目标的方位和俯仰信息,天线阵子问的相位差通过快速傅里叶变换(FFT)数字比相法获得.对于动目标检测(MTD)雷达,根据三通道的动目标检测结果即可求得目标的相位差并进行干涉仪测向,给出了基于此方法的一种典型的雷达测向系统结构及其实现步骤.分析了三通道干涉仪测角误差的影响因素,给出了不同信噪比下测角误差的仿真结果.仿真结果证明了该方法的有效性和实用性.     

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。     

新的非合作直扩信号目标的跟踪测角算法

为完成直接序列扩频信号的非合作目标的跟踪测角,提出一种在单通道比幅单脉冲体制下,提取非合作目标方位角误差和俯仰角误差的算法. 该算法对信号进行延时相乘,检测到信号后,估计出伪码速率. 在一倍伪码速率的频率分量上,完成信号的方位角误差和俯仰角误差的提取. 与现有的直扩信号目标的跟踪测角技术相比,该方法可以完成对非合作目标或者合作目标的跟踪,且可以工作于极低信噪比(-20dB)条件下. 仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于卡尔曼滤波器的机动目标跟踪仿真

将卡尔曼（Kalman）滤波器的变维滤波算法应用于雷达数据处理中,对机动目标进行跟踪,得出机动目标的滤波数据曲线,并对目标进行了拦截仿真。仿真结果表明该方法能估计出目标的运动特征并对运动目标拦截成功。     

基于模板的天基预警系统目标性质匹配模型与仿真实现

防空反导作战过程中,地面反导指控系统为达成早期识别并估计弹道目标攻击企图,以提高防空反导系统拦截效率的目的,需要天基预警系统提供目标信息支援保障。基于天基预警系统的目标信息采用有效的匹配模型能够实现对弹道目标的快速发现及性质确认。以天基预警系统目标性质匹配模型与算法为研究重点,在建立反导天基预警系统测量模型的基础上,以仿真方法初步实现了目标性质匹配模型。仿真结果表明:所建立的匹配模型与算法具有较好的应用价值,可为反导指控系统的构建与完善提供一定参考。