对抗环境下宙斯盾系统探测弹道导弹的仿真

给出了对抗环境下宙斯盾系统探测弹道导弹的仿真技术。仿真系统建立了宙斯盾系统中SPY 1相控阵雷达、SPG 62照射雷达及SM 2导弹半主动导引雷达的电波传播、射频信道和信号处理模型,给出弹道导弹目标雷达散射截面的快速计算方法,考虑宙斯盾平台和弹道导弹的运动模型以及阻塞式干扰等对抗情况,仿真宙斯盾系统探测并使用SM 2导弹截击弹道导弹的过程。仿真系统可以应用于弹道导弹利用速度、弹道设计和电子对抗等措施突防宙斯盾系统的研究。     

弹道助推段误差传播高精度求解方法

针对扰动引力场对导弹命中精度影响日益突出的问题,基于弹道摄动思想提出了一种可同时考虑发射点垂线偏差和导弹飞行过程扰动引力影响的弹道助推段误差传播高精度求解方法。首先推导了弹道助推段摄动方程,然后根据其物理意义将摄动项划分为几何项、受力项、引力加速度耦合项、视加速度耦合项4部分,并分别推导了各摄动项对应的系数矩阵。基于某典型弹道导弹仿真系统,设置不同误差条件,将提出的弹道助推段误差传播模型与弹道求差法进行仿真对比。蒙特卡罗打靶结果表明,相对弹道求差法而言,该方法的计算效率提升了约50倍,射程偏差计算的相对误差均小于10%。     

导弹弹道估算方法的应用

随着电子技术的发展,雷达已成为导弹弹道精度评定或防御系统计算来袭目标弹道的重要测量手段之一。利用雷达量测到的数据,能准确地推算出来袭导弹的弹道或计算出试验导弹的命中精度。然而,雷达量测数据总是带量测误差的(系统误差和随机误差等)。 如何从大量带噪声的测量数据中确定导     

基于非对称交互多模型弹道导弹跟踪

弹道导弹飞行三个阶段的动力学模型异常复杂且非线性强,在未知导弹任何先验信息前提下如何连续地跟踪整个弹道已成为目前亟待解决的难题。针对该问题,提出了一种实时非对称交互多模型跟踪算法,它根据弹道不同阶段的受力情况建立相应的跟踪模型。该算法采用非对称的状态交互以及基于熵信息变化的模型概率更新方法对导弹进行实时状态估计,并将其中一个无迹滤波器的非线性状态估计用改进离散方法实现,提高了实时性。仿真实验表明,该跟踪算法能够较精确地从弹道主动段连续地跟踪到再入段,并且能较大幅度地减小模型切换之间的跟踪误差。     

弹头飞行空间碎片碰撞概率建模与仿真

针对弹头飞行空间环境的日益恶化,建立了弹头与空间碎片碰撞概率的仿真模型。在分析空间碎片分布特征的基础上,根据建模需要描述了其数学运动规律,然后结合被动段弹道参数特点,推导建立了碰撞概率的数学模型。该仿真模型可以有效地计算出弹头在不同碎片密度环境下飞行的碰撞概率,并拟合出碎片密度与碰撞概率之间的关系曲线图。通过仿真计算证明了该模型的有效性,所得到的一些重要结论可为导弹武器的研制者和使用者提供一些借鉴。     

基于EKF及弹道方程的弹道目标跟踪滤波器设计

针对地面跟踪雷达多目标、低数据率、高跟踪精度要求,提出了基于弹道运动方程的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)算法。建立了导弹被动段精确的质心运动方程,改进了EKF算法,经过与传统的基于常加速模型的EKF算法和基于弹道运动方程的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)算法比较,验证了基于弹道运动方程的EKF具有低数据率下滤波精度高、计算量小等优点,解决了地面跟踪雷达实际中遇到的问题。     

美国怎样监视苏联的战略武器试验

美国将怎样核查苏联履行限制战略武器条约(SALT)的情况呢?多数观察家认为,我们有关苏联导弹的大量情报来自摄影侦察卫星。可是,微波和射频系统提供的情报却占半数以上,其中包括几乎全部有关苏联洲际弹道导弹设计细节的资料。 窃听接收机和雷达是美国情报机构用来监视苏联导弹试验最有效的工具。电子情报接收机窃听苏联洲际弹道导弹试验遥测数据,并揭示导弹每个分系统是怎样工作的。其间,雷达得到有关导弹弹道、速度、机动性、弹头数目以及射程的数据。如果没有这     

空地联合预警系统的弹道估计实时算法

针对弹道导弹预警系统中的弹道实时估计难题,提出了一种新的卫星与雷达测量数据的加权快速融合方法,它是一种递推式计算方法,对有效测元进行逐个融合计算,可以提高估计精度。在此基础上,探讨了一种基于匹配多项式最小二乘滤波的雷达数据实时处理方法,该算法能有效的降低截断误差。给出了应用这两种方法的具体步骤,理论分析和仿真计算结果表明了算法的有效性。     

基于MCMC的导弹主动段突防仿真及灵敏度分析

能否对抗预警卫星的早期预警探测是弹道导弹主动段突防的关键。结合导弹主动段飞行仿真、主动段红外特性计算和预警卫星红外探测仿真,基于马尔可夫链蒙特卡洛（Markov chain Monte Carlo, MCMC）方法构建了导弹主动段突防仿真模型,并建立了导弹主动突防参数灵敏度分析的响应面近似函数模型。通过导弹主动段突防仿真与参数分析算例,定量给出了导弹主动段性能参数对其突防能力的影响,验证了方法的有效性。     

等离子体羽流的低频RCS数值分析

探讨综合利用时域有限差分法(FDTD)和热力学原理计算等离子体羽流的电磁散射特性。以化学平衡流动为前提,采用最小自由能方法确定火箭发动机喷口处的电子密度;验证了基于辅助差分方程(ADE法)和Z变换方法对羽流电磁特性进行时域建模的正确性。弹道导弹(火箭)羽流雷达截面(RCS)的计算实例表明现有雷达,特别是低频段雷达有可能利用羽流的散射实现对主动段导弹的探测。     

雷达目标动态RCS仿真研究

根据中段弹道目标的运动学特性，结合室内缩比模型RCS静态测量数据，提出了一种雷达目标动态RCS仿真的方法。该方法首先仿真空间目标飞行弹道，然后计算目标在飞行过程中的方位角，由此获得目标在设定场景下的RCS动态特性。仿真结果与理论分析相比较，证明了所提出方法的可行性。     

基于PS-IFKCM的弹道中段目标识别方法

针对现有直觉模糊核c-均值(intuitionistic fuzzy kernel c-means,IFKCM)聚类算法对初始值敏感、易陷入局部最优解及收敛速度慢等缺陷,汲取了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法优势,对初始聚类中心进行优化,提出了基于粒子群优化的直觉核c-均值(particle swarm-based intuitionistic fuzzy kernel c-means,PS-IFKCM)聚类算法,选取4组标准数据集实际样本数据对算法的有效性进行了试验。最后选取弹道中段目标识别常用的雷达截面积(radar cross section, RCS)这一特征属性进行弹道中段目标识别仿真实验,并将其与模糊c-均值（fuzzy c-means, FCM）算法、IFKCM算法的识别效果及运行时间进行比较分析,表明了该算法应用于弹道中段目标识别的有效性及优越性。     

基于二阶变分的中制导最优弹道修正

针对反临近空间高超声速目标拦截作战过程中的中制导弹道的规划与修正问题,设计了一种最优弹道修正算法。首先分析了在中制导阶段进行弹道规划与弹道修正的必要性,基于庞特里亚金最小值原理给出了基准最优弹道满足的一阶必要性条件,其次将一阶必要性条件进行二阶变分,得到控制量的修正量,利用基准弹道数据,通过逆向积分,将协态变量的偏差量表示为终端约束修正量以及状态变量偏差量的表达式,从而有效解决了协态变量偏差量的获取问题,最后进行了多种情形下的数字仿真,对所提算法进行验证并与高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method, GPM)进行对比。结果表明,该方法不仅具有较高的求解精度,并且其求解效率远高于GPM,有利于弹上在线实现。     

基于自适应伪谱法的UCAV低可探测攻击轨迹规划研究

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷,建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数;然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明,考虑动态RCS时,UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整,极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息,有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。     

基于离差最大化的导弹中段目标威胁度评估

释放诱饵是典型弹道导弹中段突防措施之一,对诱饵与真弹头的威胁度进行评估也因此成为导弹防御系统实施拦截的首要前提.考虑弹头与诱饵的位置、速度、RCS及红外辐射强度等目标特性不同,采用模糊隶属函数和G.A.Miller 9级量化理论对弹头与诱饵的威胁属性进行量化,建立了基于离差最大化的导弹中段目标威胁度多属性评估模型,给出了计算实例.计算结果表明,采用此方法能够有效确认威胁度最大的目标,满足弹道中段目标的威胁度评估需要.     

弹道目标中段雷达成像仿真研究

对弹道目标进行ISAR成像识别是分辨真假目标的重要手段。本文研究了中段弹道目标成像仿真问题。简介ISAR成像技术后，仿真了中段弹道。研究了中段弹道目标成像，分析了在有无调姿两种情形下和不同弹道阶段对相干积累时间的要求。仿真结果表明，在不同情形下，雷达必须适当调整脉冲积累时间和改变脉冲重复频率才能实现有效成像。     

空空导弹高抛弹道复合制导律研究

为了提高中近程空空导弹的有效射程,针对导弹特点,提出高抛弹道复合制导律。该制导律在初制导中加入纵向预置抛射角以提高导弹弹道,中制导以修正最优比例导引对弹道倾角进行修正,使得导弹各项指标满足末制导比例导引的交班需求。经多种典型弹道仿真研究,该制导律能够有效增加导弹射程并完成多种机动目标的攻击。该制导律算法简单可行,可用于中近程空空导弹技术升级。     

月地返回轨道控制误差传播及分离点位置精度分析

基于探月工程三期论证中的一条月地返回轨道,分析了影响轨道器和返回器分离点位置计算精度的误差因素,建立了相应的误差协方差传播模型。通过仿真计算,讨论了在不同修正时机下,末次修正控制误差对轨道的影响,给出了分离点位置误差与末次修正后轨道误差之间的关系,对末次修正时机和分离时机的选择与分离点位置误差的关系进行了初步分析,结果表明,适当延后末次修正时间,以及适当提前分离有助于控制分离点位置误差。     

天基红外低轨卫星引导反导作战能力需求分析

反导防御系统中,拦截弹在天基红外低轨卫星信息引导下拦截弹道导弹目标时,需要考虑卫星的跟踪能力与拦截弹的拦截能力的匹配问题。首先,采用后验克拉美罗限的方法计算低轨卫星跟踪弹道导弹目标的能力,接着采用椭圆轨道线性化方程的方法计算预测弹道的误差,在目标预测弹道及拦截弹飞行性能的基础上建立预测命中点及其误差的计算方法,然后采用均匀点火策略分析预测命中点精度对拦截弹中段飞行修正能力的影响,通过可信性理论计算得到拦截弹的末段修正能力,最后通过仿真得到满足拦截弹中末段修正能力需求的低轨卫星的技术指标要求。     

战术弹道导弹拦截的数学建模与仿真

拦截系统是反导系统的最后一环，也是关键所在。拦截系统反应的灵敏、迅速、有效性是十分重要的。针对拦截战术弹道导弹这一特殊任务，对传统的K-比例导引法进行推广，以适应侧面逆轨拦截，从理论上给出了此导引法对弹道影响的分析证明，并结合STK，对拦截弹道导弹进行了仿真，实验结果说明此方法形式简单、方便，具有实用价值。