基于天基信息的反导作战效能分析

应用系统效能分析(system effectiveness analysis,SEA)方法,研究天基信息支持反导武器系统的反导作战效能分析问题.根据天基信息支持武器系统的反导作战流程和系统间的相互作用关系,设计了天基信息支持反导作战效能分析的性能度量、使命度量和效能度量算法.算法有效地把武器系统的性能和使命与环境有机结合,能够实现天基信息对武器系统反导作战支持作用效果的综合整体分析和关键指标参数的灵敏度分析.最后的数值仿真实例进一步说明了所取得的主要结果.     

基于HLA的舰空导弹反导仿真系统的设计与实现

针对舰空导弹反导仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真设计方案.依据HLA/RTI规范,建立了舰空导弹反导仿真系统的体系结构.采用UML的可视化建模技术,设计了反导仿真系统的静态结构模型和动态行为模型.分析开发了舰空导弹反导仿真联邦的FOM/SOM,给出了联邦成员的实现过程和方法,实现了一个可重用、具有互操作性的舰空导弹反导仿真联邦,该系统为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

一个用于反导作战建模与仿真的智能集成模型

基于分布对象技术和HLA技术规范，提出了一个用于反导作战仿真的智能集成模型，探讨了有关作战仿真智能集成的模型结构，系统特性，基本建模服务，带有学习特性的建模机制，仿真运行机制等问题，智能集成模型是一个由多个服务器和多个客户机组成的既可以用于建模，又可以用于仿真运行的分布网络，基于反导作战仿真需求分析和设计，可以建立反导作战仿真的基本模型组件和工具，这些组件和工具构成了反导作战仿真的基本建模服务，其它模型的建立是在基本建模服务的服务下进行的，模型的建模机制保证了一个新的模型或工具可以成为建模服务中的一个组件或工具，模型的仿真运行机制保证了整个仿真系统协调一致地运行。     

舰艇综合防空反导作战仿真框架研究

仿真框架的制定可有效提高仿真系统开发效率和水平,提高资源的可重用性和系统的自适应更改能力。确定了舰艇综合防空反导作战仿真研究的体系边界,从战术和技术两个层面提出了舰艇综合防空反导作战仿真框架。对战术仿真框架结构及各模块功能进行了阐述;基于模型驱动架构(MDA)及组件技术的理论和方法,建立了可灵活重组的技术框架。该框架为舰艇防空反导仿真提供了较为全面、可行的技术实现方法,且具有较强的通用性。实际应用表明,在该框架的指导下,仿真系统开发过程规范、简单,仿真资源可重用性强,仿真系统可扩展性强。     

基于STAGE的单舰防空反导仿真实现

单舰防空反导是现代海战中舰艇作战使用研究的重点和难点,也是舰艇战斗力形成的关键。在对舰艇防空反导仿真进行深入研究的基础上,提出了运用STAGE构建单舰防空反导仿真系统的基本框架,并详细描述了系统仿真模型的构建以及运用STAGE的实现方法。     

空天信息支持反导武器系统拦截作战效果分析

应用武器系统杀伤区计算方法,研究空天信息支持反导武器拦截弹道导弹作战效果的评估问题。根据空天信息支持反导武器系统的导弹拦截作战流程和系统间的相互作用关系,设计了衡量空天信息支持反导武器系统导弹拦截作战效果的拦截窗口计算模型。有效地把空天信息引导的及时性和精确性与反导武器系统的作战效果有机结合,能够实现空天信息支持反导武器系统导弹拦截作战效果的综合整体分析和空天信息对反导武器的引导时机和引导精度等关键要素分析。数值仿真实例进一步说明了所取得的主要结果。     

网络化反导防御系统仿真模型框架研究

指出当前国内攻防对抗仿真研究中,尚未体现防御方的网络化作战特点.分析了网络化反导防御系统在物理域、信息域、认知域中的体现,引入联合作战指挥中心JOCC和公共作战图像COP模型,设计了攻防对抗仿真中网络化反导防御系统的体系结构、模型组成框架、模型交互框架、模型时序框架及作战单元模型.最后以一个网络化反导防御系统为例,通过比较网络化作战前后的三个重要指标,验证了该框架的可行性及有效性.     

反导预警作战资源调度方法

针对反导预警作战中多部预警资源协同探测多批弹道导弹目标的问题,根据反导预警作战资源调度的特点,提出了反导预警作战任务分解策略,并以调度效益、交接次数和资源负载均衡度为目标建立了多目标优化模型。通过重新设计粒子编码方式以及对重新定义粒子群优化算法中的位置更新公式,使其适用于求解离散变量优化问题。针对粒子群优化算法容易过早收敛的缺点,在进行局部搜索时使用变邻域搜索算法,从而增强算法的寻优能力。通过仿真实验验证,将两种算法相结合能够快速有效地解决反导预警作战资源调度问题。     

多普勒频移支持红外预警卫星反导作战研究

为拓展反导作战中红外预警卫星的目标速度估计方式,提出利用星载探测器进行被动红外多普勒频移测速的构想。首先建立多星多普勒频移测速模型,给出了多普勒频移测速误差与观测几何、辐射波长以及光谱分辨率的关系;然后推导多普勒频移测速误差与导弹发射坐标系下速度误差的坐标转换关系,描述了多普勒频移测速对弹道参数估计的贡献。最后,结合战术需求,通过仿真实例分析了多普勒频移测速对参数估计的影响。     

基于UPDM的防空反导系统时效性分析

现代战争中,时效性是评价防空反导系统战略预警、指挥决策等性能的重要指标。提出了一种基于仿真的防空反导系统时效性分析方法,从体系结构的角度评估防空反导系统的时延对反导成功率的影响。为此,首先提出防空反导系统时效性分析方法与过程,然后采用UPDM(unified platform of defense model)工具对防空反导流程进行体系结构相关产品的设计,最后利用所提方法对防空反导体系结构进行仿真,分析时延因素对防空反导成功率的影响,为时延分配、作战流程优化提供思路。     

基于系统动力学的反导部署优化方法

地面防空兵力的优化部署是提升武器系统反导作战能力的有效途径。提出了利用系统动力学(SD)理论进行反导部署优化问题的研究,给出了反导部署优化的SD模型框架,简要分析了各模块的功能,以此为依据建立了反导部署优化的SD模型,通过仿真数据的分析得到了一些有益的结论,案例应用表明了该方法的可行性和有效性。     

反战术弹道导弹(TBM)战斗部署有关问题探讨

合理部署反导兵器是拦截TBM的前提和关键。结合战术原则，对反TBM战斗部署有关问题进行了系统分析，给出了反导兵器防御区的基本形状和特征点坐标计算公式，并对防御区、杀伤纵深与部署的关系进行了讨论；在此基础上，采用定性分析与定量分析相结合的方法，确立了单个火力单元反导部署应满足的基本需求，并建立了多个火力单元反导部署的一般要求和决策方法。     

天基双基地雷达杂波仿真技术研究

在天基双基地雷达系统配置下,研究了杂波建模的方法。根据双基地雷达分辨率通常低于单基地系统的特点,提出一种基于单基地散射单元划分的双基地杂波仿真方法,以解决天基情况下地球曲率带来的散射单元划分困难的问题。给出了天基双基地杂波仿真流程,具体介绍了散射单元划分、坐标转换以及相关杂波合成等关键步骤。仿真结果验证了该方法的有效性。     

Vega Prime实时视景仿真中粒子系统的应用研究

介绍了利用粒子系统方法模拟动态自然景物的基本步骤。应用了VegaPrime实时视景仿真软件中的粒子系统,通过设置粒子系统的颜色、亮度、透明度、形状、纹理、大小、速度和位置,逼真的模拟了火焰和烟雾的特效。通过将火焰粒子系统在发射坐标系中的速度转换到场景坐标系中,实现了火焰随着发射装置的随动。     

相控阵雷达导弹防御能力仿真评估研究

对多功能相控阵雷达系统导弹防御能力的评估，一直是备爱关注的问题。利用雷达电子战系统建模仿真技术，研究了多功能相控阵雷达系统对弹道导弹的防御过程，建立了相控阵雷达电子战系统信号级仿真模型体系和软件。针对目标隐身和电子干扰条件下的典型导弹突防战情，进行了仿真研究，仿真结果为评估相控阵雷达系统的导弹防御能力提供了有力的依据。     

惯性系下平台惯导传递对准方法

由于导弹的高速旋转导致其内部的子惯导平台难以施矩,不能跟踪地理系,在发射前需要使子惯导平台跟踪惯性系,而主惯导则一直跟踪地理系。针对这一情况的传递对准应用问题给出了相应的解决办法。首先介绍了跟踪惯性系平台惯导的工作原理,然后针对这种情况,提出了2种惯性系下传递对准的方法,分别是平台惯性系以及地心惯性系下的速度匹配。经过对比分析,仿真结果说明平台惯性系下的方位失准角精度不高,而地心惯性系下在3个方向上都达到了误差小于1′的精度,是一种可行的对准方法。     

中低纬度下惯导极区性能模拟测试方法

针对惯性导航系统极区性能试验难以实地开展的问题, 研究了一种模拟测试的方法, 并基于横向坐标系编排给出了以组合导航系统作为测量基准的惯导模拟测试方案。首先分析了模拟测试技术研究的必要性, 然后根据轨迹形变最小原则详细推导了基于横向坐标系编排的极区模拟测试转换公式, 之后针对测试中采用不同基准的情况, 提出了相应的惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)转换算法, 并提出以惯性导航系统/全球导航卫星系统(inertial navigation system/global navigation satellite system, INS/GNSS)为参照基准的一种具体测试方案, 最终完成了仿真实验, 验证了模拟测试理论的正确性。结果表明, 在基准误差不计的情形下，试验导航参数误差与惯导实地横向编排解算误差相当。初步验证了所提方法替代极区实地试验进行精度性能评估的可行性, 为后续极区模拟测试评估研究奠了定理论基础。     

基于UKF的混合坐标系下运动

针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求,首先研究了混合坐标下的推广卡尔曼滤波(EKF)算法,充分利用了直角坐标系下状态方程的线性特性和修正极坐标系下观测方程的线性特性,并针对两坐标系间协方差矩阵变换的舍入误差,推导了一种混合坐标系下的UKF算法,并将其应用于运动辐射源的无源定位跟踪中。计算机仿真表明该算法提高了收敛速度和定位精度。     

视线坐标系下的解耦无偏转换测量Kalman滤波算法

由于无偏转换测量Kalman滤波算法(unbiased converted measurement Kalman filter,UCKMF)的转换测量噪声协方差矩阵是非对角矩阵,所以无法直接给出该算法的解耦算法。针对此问题通过从参考坐标系(reference coordinate system,RCS)到视线坐标系(line-of-sight coordinate system,LCS)的坐标变换,在视线坐标系下得到了对角形式的转换测量噪声协方差矩阵,实现了转换测量噪声在三个坐标方向上的去相关化,并进一步在三维空间中推导了解耦的UCMKF滤波算法。在算法中,采用递推公式对参考坐标系与视线坐标系的坐标变换矩阵进行估计,并通过一个补偿矩阵提高了估值精度。仿真结果表明,对于匀速运动的目标,解耦UCMKF算法与耦合UCMKF算法的跟踪性能非常接近,但计算量大大降低,因此比较适合在多目标跟踪中应用。