多UCAV超视距协同空战中的交接制导方法

针对UCAV隐身性与机动性好但同时通信易受干扰且智能化程度较低的特性,提出了多UCAV超视距协同空战的作战模式。针对该模式下需要将空空导弹的中制导权移交给友机的问题,给出了交接制导方法。分析了交接制导的过程,结合超视距协同空战的特点,分别建立了UCAV对待交接导弹以及该导弹所攻击目标的态势优势模型,在此基础上构建了UCAV的综合制导优势模型。根据该模型设计了制导权移交策略,采用粒子群算法进行了优化求解,实现了制导权在多UCAV内部的合理交接,在一定程度上提高了UCAV的生存能力和自主决策能力。仿真结果验证了所提方法的可行性及有效性。

多平台网络化制导交接技术

面向多平台网络化协同制导导弹打击目标的实际需求,针对导弹交接过程中的过载异常突变问题,首先基于多平台交接过程分析网络化制导关键误差,明晰导弹过载异常突变机理,建立网络化制导交接基本模型;其次针对信息交接误差,基于虚拟目标信息的交接方式,设计基于匀加减速的虚拟目标网络化制导信息交接方法;最后对交接执行过程中的制导律差异问题,基于虚拟目标信息,提出一种多平台协同制导模式下的导弹制导交接控制律。仿真结果表明,新方法可以有效降低协同制导平台捕获目标信息存在误差而造成的异常过载,实现制导率变化下导弹交接过程过载的平稳过渡,有效提升作战效能。

编队协同防空作战中制导交接问题分析与建模

以水面舰艇编队防空作战为背景,着眼于编队协同作战能力的提高,引入协同制导和制导交接的概念,并对制导交接一般过程、制导交接方式以及交接平台主要任务等问题进行深入的分析和讨论,在此基础上建立了制导交接系统的基本模型,为制导交接的精度分析及其效能评估等问题的进一步研究奠定基础。

编队协同防空制导交接仿真研究

协同制导是编队协同防空作战中的一种重要作战手段。制导交接又是协同制导中的关键环节。对制导交接方式的选择进行了说明,分析了理想和实际交接区的范围,对水平交接区进行了仿真分析,对协同制导时的航路规划提出了要求。结果表明,只有交接平台以及导弹的相对位置以及导弹航路满足一定要求,才能顺利完成制导交接。

超视距防空导弹中末制导交接班时的目标捕获概率研究

中末制导交接班时的目标捕获概率是超视距防空导弹作战过程中的一个重要指标。为了快速计算中末制导交接班时的目标捕获概率,通过将导弹和目标的三维空间散布转换为视线坐标系下弹目相对位置向量的均值和方差,建立了一种红外导引头中末制导交接班时的目标捕获概率解析计算模型,并利用蒙特卡洛方法验证了其有效性。以此模型为基础,采用正交试验方法完成了目标捕获概率的灵敏度分析,极差和方差分析结果均表明,导引头视场角对目标捕获概率的影响最显著,弹目相对位置向量在视线坐标系OyL轴和OzL轴上投影的方差次之。

一种采用弹目相对位置测量方法提高中末制导交接班概率的仿真研究

本文基于捷联惯导+目标信息修正+主动雷达末制导的复合制导体制的中远程地空导弹武器系统,分析了采用弹目相对位置测量方法对系统误差传递累积的改善机理,并在建立系统模型的基础上采用Montcarlo仿真,对采用该方法前后的中末制导交接班概率进行了的仿真对比分析。

前传协同制导交接环节的导弹指示信息的解算

针对协同制导交接时的导弹指示问题,利用坐标变换及时空配准等方法,通过对协同信息处理设备的讨论以及导弹指示信息解算模型的分析,建立了平面解算模型与椭球面解算模型两种坐标变换解算模型。对两种模型的求解方法分别进行了说明。对各种模型的解算效果进行了仿真计算及比较分析。所得模型及解算方法对协同制导作战有一定的理论和实践意义。

一种复合制导的地空导弹武器系统中末制导交接班概率仿真分析

本文基于捷联惯导+目标信息修正+主动雷达末制导的复合制导体制地空导弹武器系统,分析了影响中末制导交接班概率的主要误差源及误差传递过程,并在建立系统模型的基础上采用Montcarlo仿真过程,对中末制导交接班概率进行了仿真研究。

基于预警机的空空导弹制导交接区仿真

针对预警机协同制导条件下空空导弹的可制导交接区进行研究。在分析基于预警机的空空导弹协同制导流程的基础上,建立了预警机、发射载机及导弹的力学模型和运动模型,并从三者自身角度及相互关联的角度分析了影响协同制导交接区的限制因素;在求解协同制导可交接区域过程中,采用黄金分割法对已建模型进行仿真,并在仿真中设置了预警机和导弹的不同参数,根据仿真结果分析参数对制导交接区的影响。结果表明:在某一确定态势下,制导交接区与预警机-发射载机通信距离、制导距离、制导天线波束宽度、导弹接收天线波束宽度呈正相关关系;但当制导天线波束宽度与导弹接收天线波束宽度超过某一定值时,影响较小。

半主动式舰空导弹协同制导交接方法

针对舰舰协同制导半主动式舰空导弹超视距拦截目标的制导交接问题,给定典型作战想定和作战流程分析,结合程序弹道解算技术和无线电通信技术,首次提出了直接式和交互式2种协同制导交接方法,并对其可行性进行分析论证,提出了实现制导交接的关键技术及其设计方案,最后对2种交接方法的优缺点进行了总结。

基于协同制导作战空域的平台阵位配置

通过分析编队协同作战样式和协同制导交接的方式,并对其作战空域构成进行了近似分析;在此基础上,重点讨论了两种类型平台的阵位配置对平台杀伤区和制导交接的影响关系,并得出相关的基本约束条件。研究结果表明,有效合理地配置平台阵位是实现协同制导交接技术的关键和提高协同防空效能的基础。

拦截高速目标的中制导次优弹道修正

针对临近空间飞行器的快速发展所带来的拦截高速目标作战需求,应用模型静态预测规划(model predictive static programming,MPSP)方法设计了一种中制导次优弹道修正算法.首先,通过分析中末制导交接班时刻拦截弹的最佳交接状态,得到了零控拦截条件,该条件由拦截弹和目标的速度比以及二者的速度前置角唯一确定;其次,针对不满足零控拦截条件的情形,分析了在引入比例导引作为末制导律前提下的捕获区,得到了拦截弹和目标速度前置角组成的平面内的捕获区基本构成,建立了中末制导交接班时刻拦截弹需要满足的捕获区约束;然后利用高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)得到了满足零控拦截条件的基准弹道,应用MPSP设计了考虑捕获区约束条件限制的弹道修正算法;最后,仿真结果验证了所提方法的合理性以及有效性.

临近空间防御作战拦截弹制导与控制关键技术综述

为满足临近空间高超声速目标防御作战需求,聚焦拦截弹超远程超高速拦截制导和控制关键技术,对“中制导”、“中末制导交接班”、“末制导”、“直接力/气动力复合控制”以及“多拦截弹协同拦截”等五个方面的研究进展进行综述,围绕“基于区域分割的多拦截弹协同弹道生成”、“基于分布式优化的多拦截弹协同弹道修正”以及“多拦截弹协同末制导律的动态捕获区”三个未来需要重点发展的方向进行展望,为临近空间拦截弹制导控制技术研究提供参考和借鉴。

考虑零控拦截的中制导最优弹道修正

针对临近空间防御作战问题,设计了考虑零控拦截的中制导段最优弹道修正算法。通过分析末制导阶段拦截弹和目标的相对运动关系,推导得到了零控拦截条件,此条件由目标和拦截弹的速度比以及二者速度矢量和视线之间的夹角唯一确定;针对目标信息更新造成的基准弹道不满足零控拦截条件的情形,提出了在中制导段进行最优弹道修正的方案,调整中制导和末制导交接班时刻拦截弹状态,以重新满足零控拦截条件;通过对基准弹道满足的最优化条件以及横截条件进行再次求导,推导得到了控制量的补偿量,此补偿量的求解考虑到了拦截弹的初始状态偏差以及终端约束偏差,确保了指令解算的可实现性。通过仿真验证了所提方法的有效性以及优越性。

超视距空战中多机协同制导方法

对空空导弹制导权交接的任务分配问题,根据己方飞机与制导权需交接的导弹的态势建立了对导弹的态势优势模型;根据己方飞机对该导弹攻击目标的态势建立了对目标的探测能力模型;根据敌方飞机对己方飞机的态势建立了己方飞机受到的威胁度模型;根据敌我双方飞机的空战能力建立了空战效能优势模型.在这4种模型的基础上建立了己方飞机对导弹的总的制导优势模型.在总的制导优势的基础上建立了协同制导任务分配模型,并采用遗传算法对协同制导任务分配问题进行优化求解.仿真结果表明,该方法能够实时地计算制导优势和进行任务分配,有效地完成多机协同制导.

编队舰空导弹接力制导研究

首先分析了当前反舰导弹对水面舰艇的威胁,着眼于提高整个舰艇编队的防空反导能力,引入了接力制导的概念并讨论了其现实意义。随后对编队舰空导弹接力制导的交接方式、具体流程和交接班平台的主要任务进行了深入探讨。最后指出接力制导所面临的关键技术问题,为今后开展相关研究指明了方向。

复合制导空空导弹截获概率模型仿真

针对复合制导空空导弹截获目标时导引头预置天线角度与导弹允许截获不在同一时刻这一问题,建立了一种新的截获概率估算模型。根据中末制导交接班时导弹截获目标的算法流程,确立了导弹截获目标的条件,分析了影响导弹截获概率的主要误差源,建立了各误差数学模型,并通过等效转化法将弹目指示位置向量在三维空间的散布转化为弹目实际相对位置向量在三维空间的散布,完成截获概率估算模型的建立。该模型利用已知的误差先验估计及导弹飞行过程中的测量信息,可在一次弹道计算中解算导弹截获概率。利用此模型采用控制变量法分析了各误差因素与截获概率的关系,仿真结果表明:目标截获概率对数据链周期和测角精度敏感性最高。

编队协同制导决策方法研究

本文首先从编队协同作战出发,提出协同作战的关键技术“协同制导”,进而引出协同制导技术的难点“制导权交接决策”,接着针对编队协同对空作战中制导权交接决策问题,提出了制导优势的概念。通过构造编队其他友机对导弹的态势优势模型、友机机载雷达制导优势模型、友机相对目标的态势优势模型、敌方对我方的威胁度模型、空战效能指数模型,结合考虑飞行员综合能力指数,给出了作战飞机综合制导优势模型。最后对空空导弹制导交接任务进行建模,给出非线性约束方程组。

舰空导弹作战接力切换式制导交接方案设计

针对舰舰协同制导舰空导弹超视距拦截作战模式下的制导交接问题,给定典型的舰舰协同制导作战想定,在分析作战流程的基础上,结合无线电指令传送机制和移动通信切换技术,设计了接力切换式制导交接方案,提高了制导交接的可靠性;同时对其可行性进行详细论证,提出了接力切换式制导交接方案的关键技术及实现方案,所设计的制导交接方案易于工程实现。

真比例导引反高速目标拦截能力分析

针对反高速目标拦截作战过程中拦截弹中末制导交接班时刻状态约束设置的问题,分析了真比例导引制导律的拦截能力。首先,通过分析末制导阶段拦截弹和目标的相对运动关系,推导得到了成功拦截目标的充分必要条件以及目标速度前置角需要满足的约束范围;其次,在中末制导交接班不满足拦截条件的情况下,针对拦截高速非机动目标作战情形,通过分析拦截弹速度前置角和目标速度前置角的变化关系,给出了真比例导引静态捕获区(static capture region,SCR)的定义以及构成;然后,针对拦截高速机动目标作战情形,结合目标速度前置角约束范围得到了真比例导引动态捕获区(dynamic capture region,DCR)的定义以及构成;最后开展了3种情形下的数字仿真,验证了真比例导引拦截能力分析的合理性和有效性。