激光制导武器的作战使用综述

激光制导技术由于其高精度、强抗干扰能力而被广泛应用到武器制导系统中。介绍了激光制导原理、激光制导武器的分类、发展历程、激光制导武器的作战使用情况,分析了影响武器投放精度的干扰因素,为激光制导武器后续的发展和战场使用研究提供借鉴。

光电成像导引头机理和数据融合建模方法

全数字仿真在光电成像制导武器设计研制、试验鉴定乃至作战训练中都扮演着十分重要的角色。为了解决当前光电成像制导武器全数字仿真试验中缺少导引头数学模型的难题,本文依据数字孪生思想,提出了一种机理与数据融合的光电成像导引头建模方法。以典型红外成像导引头为例,基于红外探测识别的基本原理构建了其探测识别过程的机理模型,然后基于红外成像导引头在不同工作场景下的实测数据集,构建了其制导指令数据模型,最后基于该“机理+数据”融合模型,开展了针对固定目标和运动目标两种典型作战场景不同干扰条件下的全数字仿真试验。试验结果表明,机理和数据融合模型能够比较真实地反映红外成像导引头在复杂对抗场景下的性能特征。

精确制导武器智能化若干问题思考

本文介绍了人工智能技术对精确制导武器智能化的推动作用,概述了精确制导武器探测识别和制导控制智能化现状,探讨了精确制导武器智能化过程中面临的大规模样本构建、仿真性能向真实能力迁移、不可解释性和可靠性质疑、智能武器性能评估等问题,并针对性的给出了半实物仿真训练、迁移学习、模仿人类直觉与理性结合、重构评估方法等解决思路。提出了精确制导武器智能化对装备研制和作战使用的三个影响:模拟仿真技术重要性凸显、训练模式将发生重大变革、现有作战模式将被颠覆。

激光制导武器捕获目标能力研究

为研究激光制导武器在海上、陆上等各种环境下捕获目标的能力,建立激光制导武器飞行轨迹、后向散射、目标漫反射等数学模型,通过比较激光制导武器视场角、后向散射功率密度、目标漫反射功率密度来判别制导武器是否能正常捕获目标。设置相关参数后仿真计算表明在相同的条件下,相同的激光武器在海上相比于在陆上等环境中捕获目标时间更晚,捕获距离更近,后向散射更加严重。一般情况下激光制导武器在本照本投初始4.4s时间阶段内后向散射影响较为严重,通过降低激光照射器的出口能量或拉大激光制导武器中轴线与激光照射器光路距离至250m以上可规避后向散射的影响。

基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究

随着光学塑料成型技术的不断发展,光学塑料透镜在各类光学系统中得到了广泛的应用。光学塑料具有便于大批量生产,设计灵活性高,重量轻和耐冲击等特点。本文进一步研究了光学塑料的特性,并结合激光制导武器光学系统的特点,分析光学塑料应用的可行性。在以上分析的基础上针对特定的光学系统参数,完成基于非球面光学塑料的光学系统设计,并对系统的光斑成像质量进行了分析,满足系统的使用要求。最后,针对光学塑料对温度变化比较敏感的问题,利用LightTools软件完成对激光制导武器探测系统的建模,分析不同温度环境下系统输出的和差比幅值偏差和角度的偏差,进一步验证光学塑料为系统带来的影响,确定其在光学系统中的适用性。

洞库末端防护时对战术GPS制导武器干扰研究

为研究洞库末端防护时对战术级GPS制导武器的干扰问题,建立了洞库瞄准区模型和GPS制导武器末端干扰模型,分析了对巡航导弹和精确制导炸弹实施末端GPS干扰的可行性,计算了不同干扰概率下有效干扰GPS制导炸弹所需的GPS最小干扰距离,研究了单站、双站线形部署和双站三角形部署的最大防护角度和双站部署时的最佳站距,给出了多站防护洞库的部署方法。研究结果表明,GPS末端干扰的作战对象主要是空射GPS制导炸弹,在干扰有效时所需的GPS最小干扰距离S_(min)小于2倍的便携式GPS干扰站的作用距离R时,可采用扇形部署来防护洞库,且S_(min)越大,需要的干扰站的数量越多。但S_(min)>2R时,需要双层扇形部署多个干扰站,如对防护角度为160°的洞库,需要6个干扰站,其中外层均匀部署4个站,内层部署2个站。

光电成像末制导智能化技术研究与展望

人工智能技术是实现光电成像精确制导武器智能化、提升复杂作战环境作战性能的重要途径,研究与总结国外成像末制导智能化技术发展现状和趋势对我国精确制导武器智能化技术发展具有重要的指导意义。介绍了光电成像精确制导武器在当前局部冲突中的重要性、多模复合成像末制导及智能化技术发展的必然性。概述了全球主流对海、对地、对空等精确制导武器的成像末制导发展现状,分析总结了光电成像末制导不同阶段智能信息处理面临的关键问题、技术原理和智能化水平。总结了现役或在研的智能化武器装备所具有的智能化特征,并依据现有的人工智能技术分析了其智能技术原理与武器智能化功能实现。从作战目标、作战环境、对抗模式、新型作战样式等方面分析了成像制导导弹所面临的未来复杂战场环境与作战需求,以及对成像末制导智能化技术带来的挑战。依据人工智能与人脑视觉认知能力的对比,提出了未来成像末制导技术智能化的六个能力特征,以及将成像末制导智能化划分为功能级智能、系统级单体智能、体系级群体智能技术三个发展阶段,并分析了相应的技术内涵、关键技术与实现功能。

烟幕遮蔽雷达型精确制导武器的作战效果研究

以精确制导弹药实施打击已经成为现代战争的主要进攻模式,其中雷达型精确制导武器得到广泛应用。在对抗雷达型精确制导武器方面,烟幕干扰因具有超高性价比等优势备受关注。为了分析烟幕干扰对抗雷达型精确制导武器的可行性及主要性能指标,本文研究了以烟幕对抗雷达型精确制导武器的干扰原理,并以雷达型空空导弹为例,通过建模仿真的方法,将烟幕对雷达导引头发射信号/回波信号的衰减效应融入到弹道仿真过程,建立了烟幕对雷达型空空导弹的遮蔽作战效果仿真模型,对烟幕的遮蔽作战效果及性能指标进行仿真研究。研究结果表明,烟幕衰减能力、烟幕遮蔽时长、烟幕释放时机等指标参数对烟幕的作战效果具有明显的影响。战机通过释放烟幕,对来袭导弹的雷达探测信号实施遮蔽性干扰,可以有效降低被击中的概率,提高对战过程中的生存能力。

基于自学习微分对策的主动防御制导方法

主要对三体对抗场景下的主动防御制导方法进行研究。首先,通过构造具有严格反馈形式的三体对抗模型,结合Backstepping理论和微分对策思想推导出一种主动防御制导策略;其次,基于自适应动态规划算法建立评价神经网络以自学习在线求解该制导方法,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和评价网络权值的收敛性;最终,仿真验证了所设计的主动防御制导方法的有效性。

地面激光指示装备在近距空中支援中的应用

近距空中支援作为联合作战的典型样式,在最近多次局部战争中对地面作战的支持方面发挥了重要作用,其应用的研究正持续更新和完善。对近距空中支援的任务特点进行了概述,分析了地面激光指示装备的使用需求,并对国外地面激光指示典型装备在近距空中支援作战中的应用情况进行了概述,梳理了地面激光指示装备在近距空中支援作战中的任务要素,最后总结了地面激光指示装备的使用注意事项,可为国内研制和应用类似装备提供参考。

自适应调零接收机抗干扰能力分析及其对抗方法

自适应调零抗干扰技术能够很大程度改善卫星导航接收机的抗干扰能力,被广泛运用于精确制导武器中,是当前卫星导航对抗问题研究的重点。针对多阵元自适应调零接收机,分别模拟了不同数目干扰源,以及干扰源在入射方位角和俯仰角不同条件下的干扰效果,分析得到接收机抗干扰能力量化值,并提出针对性的对抗方法。结合实验结果和数据得出结论,发现通过调整干扰源数量、以及设置角度,可以有效抑制接收机的抗干扰能力的发挥,从而实现对干扰资源的合理配置,以上结论对进一步研究干扰源布设的优化方法具有较强的实践指导意义。

基于目标评价的水下制导武器攻击效能仿真

为了提高水下制导武器攻击效能评价能力,提出基于目标综合评价的水下制导武器攻击效能指数仿真模型。结合水下制导武器武器系统的战术性能和技术性能参数,以多普勒频谱、回波探测距离、单发命中概率、水下制导聚类、有效射程为水下制导武器攻击效能的约束指标参数,采用延迟特征分析和自适应参数适应性调节方法,构建水下制导武器攻击效能评价的优化目标函数,采用自适应寻优算法实现对水下制导武器可靠性和攻击有效性寻优控制,采用目标综合评价模型,结合支持度-置信度联合估计的方法,构建水下制导武器攻击效能的寻优控制律,根据攻击可靠性指数分布,实现对水下制导武器攻击效能的指数评价,并将算法嵌入到视景仿真平台中,实现人机交互设计。测试结果表明,采用该方法进行水下制导武器攻击效能评估的可靠性较好,收敛性较强,在视景仿真平台中人机交互性能较强。

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。

基于目标静电场的水中兵器制导方法研究

如何在敌方目标的电场等效模型和所在海域深度未知的情况下,获得目标的速度和位置信息是当前水中兵器制导技术的一个难题.根据目标静电场的基本特性,提出了一种在目标静电场模型未知条件下求解运动目标速度和方向的方法.通过分析模型未知的目标的混合电偶极子电场分布,发现任意目标对称面上电场法向值为零,因此可以通过寻找此平面来实现对模型未知目标的制导.1:100的船模实验表明,此方法能够较为精确的确定未知模型目标的运动速度和方向,即使引入地形误差,精度也可达到97%以上,能够满足水中兵器制导的要求.

基于实时网络的半实物仿真集成平台研究

半实物仿真试验是制导武器系统研制过程的重要手段。半实物仿真集成平台的构建是对原有仿真系统的扩充和升级,集成平台包括了DOS、Windows 2000和LABVIEW RT三种操作系统,反射内存和广播内存两类实时通讯网络。介绍了集成平台的硬件构成和主要设备功能,解决了半实物仿真集成平台中的实时网络性能指标测试、实时数据采集和LABVIEW RT下利用反射内存进行实时数据传输、实时网络接口计算机设计等关键技术问题。目前,该半实物仿真集成平台已经成功运用于某制导武器的半实物仿真试验中。

武器装备作战效能评估指标体系指导模式

为完成装备论证工作,构建完备合理的效能评估指标体系指导模式,该文归纳与综合现有的效能涵义及结构要素,提出一套抽象的效能评估指标体系指导模式。首先归纳出5类效能评估指标体系指导模式,再建立武器装备类型条件与效能评估指标体系指导模式的匹配接口,并提供指导模式的实例化方法。利用该文的指导模式,以某主战装备的效能评估指标构建为例,推出了合适的效能评估指标体系。结果表明,该指导模式对评估指标体系的构建过程起到重要的向导作用。

烟幕干扰激光制导武器空袭的机理

针对当前反空袭作战中激光制导武器的严峻威胁,分析了激光制导武器的攻击过程,研究了烟幕用于干扰激光制导武器的机理,以及烟幕对激光的后向散射现象。从空间几何关系入手,结合攻击飞机典型的规避航线,建立了烟幕引偏作用基于时间的计算模型。并用VC++5 .0语言编制了计算程序,研究了水平烟幕和垂直烟幕这两种烟幕形式在不同初始参数下的假目标引偏作用。结果表明,水平烟幕和垂直烟幕配合使用。

面向效能的精确制导武器设计技术初探

针对以"性能"为核心的设计不能满足信息化战争对精确制导武器研制提出的设计需求的问题,初步探讨了面向效能的精确制导武器设计技术。首先分析了国内外精确制导武器设计技术的发展,指出精确制导武器的设计技术向着以"效能为核心"的设计方向发展;其次分析了信息化条件下精确制导武器设计的六条基本原则;接着以这些原则为基础提出面向效能的精确制导武器设计理念,分析指出面向效能的设计是以追求满意设计为目标的优化设计;然后在新的设计理念的指导下提出了面向效能设计的技术框架,主要说明了面向效能的精确制导武器设计框架、效能基础、技术基础、基本模式和三项关键技术等;最后探讨了面向效能的精确制导武器设计方法的四个方面:模块化、智能化、通用技术的集成和信息通道的多元化。

某型制导武器通用自动测试系统方案设计

针对基于VXI总线的某型制导武器通用自动测试系统存在的测试效率难以提升、通用化和小型化程度不够、测试技术标准化和信息化水平不高等问题,提出基于PXI总线的某新型制导武器通用自动测试系统的总体设计技术方案,通过采用新型高速仪器总线、合成仪器、TPS可移植等技术,以及软硬件平台模块化、专测组件通用化等设计思想,实现了系统组件标准配置、测试信息网络传输、程序软件移植使用、资源扩展方便快捷的设计初衷,使系统形成跨平台通用化与互操作能力,是现阶段精确制导武器通用自动测试系统较为理想的系统平台解决方案,经新研系统实际试用证明,该设计方案切实可行,能大幅提升多型制导武器通用测试效率,提高部队测试保障能力。

激光制导武器高重频干扰技术仿真研究

为研究激光高重频干扰对激光制导武器的干扰效果,研制了高重频干扰下的激光制导武器弹道仿真系统.以比例制导的激光制导炸弹为研究对象,比较了干扰前后炸弹的制导电压、制导误差角、航向角和弹道,给出了干扰后弹着点的分布.研究认为激光高重频干扰使激光制导武器在不断的航向调整中水平速度下降,飞行时间缩短,导致激光制导武器飞行距离不能达到攻击目标所需的距离,是一种有效的对抗激光制导武器的手段.