Design of Simulation System for Effectiveness Evaluation of Future Airspace Window Shooting

Future Airspace Window Shooting is a newly developed technology, which needs effectiveness evaluation before widely used. Future airspace window shooting technology, simulation system development principles and software chosen to develop the simulation system are introduced in the first. And then the overall design of the system, realization of the system and effectiveness evaluation through simulation are discussed in detail. Through the simulation, it is known that the FAW shooting has more superior performance when facing maneuvering targets.

未来空域窗的数学描述

首次用严谨的数学语言描述了一种高炮射击的新体制：未来空域窗，并定量地给出了它的特性与构成方法，分析了在这种射击体制下对目标的毁伤概率，为基于这种射击体制的火控系统的分析与设计提供了理论依据。

未来空域窗射击体制下随机穿越特征量的实现

随机穿越特征量是未来空域窗射击体制下保证射击效能的重要参数。本文将对随机穿越特征量的要求转化为对目标运动特性的估计要求 ,通过对目标运动建模 ,运用成熟的线性矩阵不等式(LMI)技术估计目标运动特性 ,实现对随机穿越特征量要求。

未来空域窗弹丸散布中心配置方法

为对付机动目标,未来空域窗射击体制应运而生。未来空域窗的设计构造,是通过对弹丸散布中心进行合理配置实现的。提出了一种新的弹丸散布中心配置方法:散布角均分法,并提出了一种修正的空域窗半径计算公式,解决现有公式计算精度不高的问题。运用仿真算例对其效果进行验证,仿真结果表明,散布角均分法改善了空域窗内的平坦性、扩大了空域窗的有效面积,适于配置未来空域窗内的弹丸散布中心。

未来空域窗的参数论证

首次分析了随机机动目标对椭圆形未来空域窗的随机穿越特征量 ,并对未来空域窗的参数进行了优化论证 。

最优未来空域窗模型

未来空域窗射击体制是一种近年发展起来的高炮射击体制。以往对它的数学描述只考虑了一组射击误差,通过定量构造的方式,给出了一种可行的未来空域窗模型。在考虑了炮弹间的相关误差,以毁伤目标的概率为效能指标,推导出了最优未来空域窗的模型,并给出了未来空域窗可实现的毁伤目标概率上界。最后通过算例,分析了各参数变化对未来空域窗的影响。结果表明:给出的未来空域窗模型优于已有的模型。

未来空域窗弹丸瞄准点配置方法

推导了未来空域窗理论最优射击密度,按照弹丸命中点误差方差在实际射击密度下应与理论最优射击密度下相同的原则,给出了未来空域窗多弹丸瞄准点的网状配置方法,并给出了未来空域窗射击的实施条件和毁伤目标概率计算公式。算例分析表明,网状配置瞄准点得到的毁伤目标概率,接近未来空域窗射击毁伤目标概率上界,是较优的配置方法。

未来空域窗下高炮武器系统的毁伤概率

为得到更准确的高炮武器系统毁伤概率算法,将射击诸元误差进行了分解,并对射击诸元误差各分量进行了相关性和重复性分析;在上述分析的基础上,结合弱相关误差序列的生成方法,给出了毁伤概率计算的蒙特卡罗法;基于此算法,计算了高炮武器系统使用未来空域窗射击体制或集火射击体制时,对不同机动特性目标的毁伤概率;结果表明,对高机动目标进行射击时,未来空域窗射击体制相比集火射击体制更优;同时给出了根据目标机动特性选择射击体制的方法。

空域窗射击参数自寻优设计与实现

针对高炮系统未来空域窗射击参数选择缺乏依据的问题,提出了基于模式搜索法的空域窗射击参数自寻优设计方法。在分析比较集火射击和空域窗射击2种方式异同的前提下,以集火射击毁歼概率计算模型为基础,构建了空域窗射击毁歼概率计算模型,研究基于模式搜索法作为模型求解方法的可行性。仿真结果表明,模式搜索法在计算精度仅降低0.55%的同时,大幅度减少了计算时间,是可行的。

基于多模射击的火力控制理论研究

为提高高炮武器系统拦截空中高度机动目标的能力,提出了多模射击的思想。多模射击是指火控系统根据战场态势,实时可靠地估计出目标在射弹飞行时间内若干个可能的机动形式预测结果,并据此控制高炮群同时向若干个可能的目标未来点进行射击。建立了多模射击毁歼概率计算公式。通过与传统的单模射击体制进行效能对比分析验证了多模射击体制的有效性。最后对基于多模射击的火力控制若干关键技术作了简要分析。

多空域窗射击技术研究

未来空域窗射击体制相对集火射击体制,提高了对机动目标的拦截概率,能够对付有限机动目标,然而依然难以对付具有高度机动能力的目标,尤其是有人驾驶飞机,如果在射弹飞行时间内进行拐弯、爬升、俯冲等强机动。为了进一步提高对目标的拦截概率,提出了多空域窗射击体制,即在传统火控系统中增加目标实时态势估计模块,实时预测目标在射弹飞行时间内的可能机动模型,并根据预测结果进行多个未来空域窗射击。

拦阻射击下“金属风暴”武器系统的作战使用

针对"金属风暴"武器在近程防御中的使命任务,通过接收目标指示,捕获、跟踪目标,拦阻射击的解相遇,射击校正,射击诸元解法,待机控制,控制"金属风暴"射击,转火和停火,分析该武器系统的作战使用条件和系统组成,设计了射击校正流程以及拦阻射击方式下"金属风暴"武器的作战使用特点和流程。为"金属风暴"武器将来的系统设计提供一定的参考意见。

基于未来空域窗的高炮点射效力仿真

为了对付机动目标,提高高炮系统的毁伤效能,以完成其担负的防空反导任务,提出了未来空域窗射击体制。以35mm高炮为例,用解析法分别仿真计算了,在集火射击体制和未来空域窗射击体制条件下的点射毁歼概率,并对6种不同目标的毁歼概率进行了统计。统计结果表明,对付小型化目标或机动目标采用未来空域窗射击体制更有优势。

分布式高炮火控系统空域窗射击方法

针对高炮分布式配置条件下空域窗射击的实现问题,基于分布式高炮之间的协同射击理论和未来空域窗射击理论,提出了时空域射击窗和空间域射击窗2种射击方式。给出了2种射击方式的理论分析及具体实现步骤。时空域射击窗方式通过选择射击时机,实现了弹丸同一时刻对目标同一未来点的火力包围,提高了拦截目标的概率;而空间域射击窗在实现空域窗射击的同时,增加了射击时机。仿真验证结果表明这2种射击方式是可行和有效的。

基于蒙特卡罗法的高炮空域窗射击毁歼概率计算

为提高高炮系统拦截空中来袭目标的能力,未来空域窗射击体制应运而生。针对准确计算此体制毁歼概率的需要,并考虑到蒙特卡罗法可以全面考虑随机因素对毁歼概率的影响,适合评估高炮系统的毁歼概率,故提出了基于蒙特卡罗法的高炮空域窗射击毁歼概率仿真方法。按照高炮系统点射全过程构建仿真模型,以某型高炮为例,仿真统计了未来空域窗射击方式的毁歼概率,并与相应的集火射击方式毁歼概率进行了比较分析,证明了蒙特卡罗法的可行性以及未来空域窗射击方式的有效性。

舰炮反导中的未来空域窗参数分析

为了更好地将未来空域窗射击理论应用到小口径速射舰炮反导防空中,通过对未来空域窗射击理论的研究分析,补充论证了相关理论,提出了一个新的未来空域窗评价指标,完善了未来空域窗描述体系,解决了随机穿越频率中关键变量的求解问题,结合小口径速射舰炮反导防空自身特点,总结出适合舰艇反导防空的未来空域窗弹丸散布中心配置方式。

空域窗射击舰炮火力分布方法

空域窗射击方式是近程防御舰炮武器提高对高速复杂机动反舰导弹射击效力的有效途径,研究论证舰炮射击区域内射弹分布方法是实现舰炮空域窗射击的关键。运用射击效力分析方法,从"软"、"硬"两个途径,研究了射击诸元分布法和炮管预置角法两种空域窗射击火力分布方法,对其火力分布方式、范围及火力密度进行了研究,可为舰炮研制及使用提供参考。

未来空域窗体制下小口径舰炮反导效能分析

针对高射速小口径舰炮如何进行防空反导的问题,文章论述了未来空域窗的构造和设计,并通过仿真比较不同射击误差协方差矩阵和空域窗半径下的毁伤效能,得出不同射击协方差矩阵和空域窗半径影响了未来空域窗毁伤区域的大小。因此,在保证一定命中概率的前提下,通过调整射击误差协方差矩阵和未来空域窗半径可以有效提高空域窗毁伤区域的大小,从而在目标大范围机动的情况下,保证了舰炮的反导效能。

未来空域窗射击快速决策方法研究

针对是否实施未来空域窗射击的问题,首先根据目标未被毁伤的概率模型,提出了集火射击方法的最大弹丸数和未来空域窗射击方法的最小弹丸数概念;然后,对这两种射击方法的目标未被毁伤概率的被积分函数的特性进行详细分析,推导出集火射击方法的最大弹丸数和未来空域窗射击方法的最小弹丸数的计算模型,根据可齐射的弹丸数、目标大小、抗毁伤能力及误差特性,快速判断是采用集火射击还是未来空域窗射击的方法;最后,进行了算例分析,分析结果验证了该模型的正确性和决策方法的合理性。

未来空域窗射弹数量求解方法

为解决未来空域窗射弹数量配置问题,依据未来空域窗理论最优射击密度,推导未来空域窗各瞄准点配置多发射弹情况下的毁伤概率公式,并对该公式特点进行分析。同时,基于该毁伤概率公式,提出预定毁伤概率情况下及预定毁伤概率导数情况下的射弹数量求解方法和预定射弹数量情况下的瞄准点数量求解方法。仿真实验表明,在同一条件下,通过该毁伤概率公式求得的毁伤概率与解析法求得的毁伤概率基本相同,两种情况下的射弹数量求解结果对目标的毁伤概率通过仿真验证与理论值基本一致,具有一定的可行性。