Optimal guidance against active defense ballistic missiles via differential game strategies

The optimal guidance problem for an interceptor against a ballistic missile with active defense is investigated in this paper.A class of optimal guidance schemes are proposed based on linear quadratic differential game method and numerical solution of Riccati differential equation.By choosing proper parameters, the proposed guidance schemes are able to drive the interceptor to the target and away from the defender simultaneously.Additionally, fuel cost, control saturation,chattering phenomenon and parameters selection were taken into account.Satisfaction of the proposed guidance schemes of the saddle point condition is proven theoretically.Finally, nonlinear numerical examples are included to demonstrate the effectiveness and performance of the developed guidance approaches.Comparison of control performance between different guidance schemes are presented and analysis.

基于数据耕种与数据挖掘的BMD系统效能评估

针对目前BMD系统的特性,以数据为着手点,利用数据耕种和数据挖掘技术对BMD系统效能评估所需的数据进行预处理和筛选,继而对效能进行分析评估,获得评估结果。算例证明,利用数据耕种与数据挖掘技术进行武器系统效能评估能获得更优的评价结果。

美国KEI导弹发展研究及性能分析

动能拦截弹(kinetic energy interceptor,KEI)主要用于拦截在助推段、上升段以及中段飞行的中远程和洲际弹道导弹,具有高速、高加速的特点。通过文献资料的研究分析和建模仿真,对KEI导弹的总体参数、气动参数、动力参数进行了反设计和研究,并对KEI导弹的飞行性能和拦截性能进行了仿真,结果表明:KEI导弹能够在约60 s内加速至6 km/s,并对典型目标具备在助推段/上升段拦截弹道导弹的能力,对国内拦截武器的发展和研究具有参考意义。

基于合同网协议的分布式反导资源分配算法

资源分配算法是实现一体化防空反导的关键技术。针对弹道导弹防御过程中“传感器-武器-目标”动态分配问题,提出一种基于合同网协议的分布式分配方法。首先,对“传感器-武器-目标”动态分配问题进行形式化建模,模型考虑传感器和武器空间能力、传感器制导通道和武器拦截弹数量等实际约束,并设计目标函数以实现弹道导弹防御中尽早拦截和尽可能提高拦截成功概率这两个主要原则。然后,在合同网协议框架的基础上,构建反导资源协同动态分配流程,并针对传感器和武器的任务特点分别设计反导资源投标与中标策略。其中,武器资源投标策略设计中考虑对已分配目标的置换,并在估计被置换对象重招标所带来效能损失的基础上提出基于校正效能的置换对象选择方法。计算机仿真实验结果表明,所提算法能够实现分配方案的动态调整,且与传统反导体系下的分配算法相比,对导弹的拦截时间更早,成功概率更高,平均反导效能提高43.7%。

弹道导弹突防效能评估研究综述

综述了突防效能相关概念,简要分析了评估流程;通过梳理弹道导弹突防效能评估的研究现状,重点对指标体系、评估模型以及评估方法方面的现状分析研究。针对评估现状存在的问题,从效能评估发展趋势,为弹道导弹突防方案论证优化、技战术指标论证的未来研究发展提供一定的支持。

基于弹道预报的相控阵雷达监视空域研究

该文以弹道导弹防御为背景,研究在有预警信息条件下相控阵雷达监视空域的问题。首先讨论了无先验指示信息条件下相控阵雷达监视空域,然后在分析弹道预报及其精度的基础上,给出了小窗口位置和半径的递推算法以及坐标转换公式,建立了基于弹道预报的战术相控阵雷达小窗口监视空域模型,并且与全空域搜索比较了检测性能,最后进行了仿真验证。

弹道导弹识别技术发展综述

为了给导弹防御相关人员开展进一步的研究提供参考,论文简要回顾了弹道导弹识别问题的起源和发展,详细分析了弹道导弹在飞行过程中的目标特性及识别特点,从识别特征的角度总结了弹道导弹识别技术的最新进展,评述了主要的识别策略和方法,给出了其适用范围;归纳了弹道导弹识别研究的发展趋势,提出了几点建议。

美国反导系统红外探测、跟踪和识别技术分析

分析了美国反导系统红外探测、跟踪和识别弹道导弹的机理 ,介绍了其技术方案和研究现状 ,并且展望了其发展趋势。

基于推力加速度模板的主动段弹道跟踪方法

对弹道导弹的主动段跟踪是导弹防御中重要的环节。针对此问题提出了一种基于推力加速度模板的主动段跟踪算法,该算法需要主动段推力加速度信息支持。给出了一种简捷的推力加速度模板构建方法。利用近常速运动模型描述了导弹运动特性,解决了对导弹发射时间的估计问题和模板概率的递推计算问题,并将该方法应用到空间预警系统中,通过仿真验证了该方法具有较好的识别效果,位置和速度估计误差都接近于CRLB限。

导弹防御系统中的雷达目标识别研究

以评估美国国家导弹防御(NMD)系统雷达识别能力为背景,分析了地基雷达识别弹道导弹目标的技术途径。根据弹道导弹目标群在飞行中段和再入段表现出的特性差异,提出了涉及目标结构特性、姿态特性以及再入特性的综合识别策略,并初步分析了各种识别措施的可行性。

多层反导目标分配建模及其优化方法研究

多层反导目标分配问题中如何使得效率最高,是非常重要又十分困难的问题。从综合考虑作战效能与作战费用的角度,建立了基于威胁更新机制的多层反导目标分配模型。针对模型的复杂性,结合遗传算法和免疫系统的思想提出了自适应小生境克隆遗传算法,并针对多层反导目标分配进行仿真。仿真结果表明,新算法在解决多层反导目标分配时具有突出的优化精度和实时性能,为反导指控系统作出科学、准确和实时的决策提供有力支撑。

基于UML的导弹攻防仿真系统设计及实现

基于分布式仿真技术构建导弹攻防仿真系统已成为评估导弹作战效能的重要手段。针对典型弹道导弹攻防对抗过程,分析了攻防对抗仿真系统构成及功能。采用统一建模语言(UML)对系统用例模型、实体结构模型及行为模型等进行了可视化建模,并采用VC++工具对导弹攻防对抗仿真进行了系统实现。应用实践表明,采用UML进行系统设计,可有效提高导弹攻防对抗等大系统仿真开发的进度与质量。

弹道导弹防御系统反导作战的SD模型研究

弹道导弹防御系统作为反导作战的主要平台,作战能力如何越来越被关注。利用系统动力学(SD)理论通过作战模拟的方法进行弹道导弹防御系统反导作战的研究是一种有效的途径。给出了反导作战效能评估的SD模型框架,分析了反导作战中诸要素的影响关系,建立了反导作战SD模型,并进行了模型的仿真实验,结果分析和建模案例表明了SD理论研究反导作战的可行性和有效性。

预警信息引导条件下雷达最优搜索空域研究

提出了一种基于预警引导信息的弹道导弹防御跟踪制导雷达搜索空域最优划分模型,从搜索空域的静态划分和动态更新2个方面同时进行最优化,实现了弹道目标高速运动条件下,跟踪制导雷达对目标分布区域的连续有效覆盖,提高了雷达对目标的截获性能。最后给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。

弹道导弹轨迹参数生成技术研究

在弹道导弹防御系统中,目标轨迹参数是重要的识别因素。本文基于最小能量弹道,推出弹道导弹在地心惯性坐标系中任一时刻的位置和速度,得到了弹道导弹从发射点到落点的轨迹参数,为研究弹道导弹的弹道特性分析提供了数据支持。

基于ADC的弹道导弹防御系统效能模型

ADC模型是一种基于系统状态的概率模型。要建立ADC模型,首先应对系统的各种状态进行列举区分。弹道导弹防御系统作为由若干子系统组成的整体,其状态组合数可以说是数不胜数,这给建模工作带来了很大困难。从计算角度对弹道导弹防御系统的相关因素、结构进行了分析梳理,避免了大量的状态罗列,又保留了ADC效能模型的本质,从解析角度即可检验模型方法的合理性,模型结构简明,计算方便可行。

防空导弹末段反导作战部署模型

防空导弹末段拦截弹道导弹的作战效能与防空导弹火力单元的部署位置密切相关,合理的战斗部署是成功反导的前提和关键。分析了防空导弹末段反导的条件和反导防御区,在此基础上探讨了防空导弹反导杀伤区纵深和相关射击诸元的算法。然后,使用末段低层和末段高层反导火力单元组成双层防御系统,对防御从一个方向和从扇区来袭弹道导弹的反导火力单元部署位置确定模型进行了研究。研究成果对防空导弹末段反导的作战使用具有参考价值。

美俄弹道导弹防御系统浅析

弹道导弹防御系统对于国家的战略安全具有举足轻重的作用,为了全面系统地了解美俄两国弹道导弹防御系统的现状以及发展趋势,在回顾美俄两国导弹防御系统产生与发展历程的基础上,通过介绍两国不同时期具有代表性的防御系统,总结了两国导弹防御系统技术发展的框架与特点,并进行了系统技术上的对比分析。最后分析了未来导弹防御系统发展的趋势和关键技术。

弹道导弹防御系统中的预警探测雷达

本文讨论弹道导弹防御（ＢＭＤ）系统中雷达的作用及其对雷达的要求。随着弹道导弹技术及其突防手段的发展，对ＢＭＤ系统中的各类雷达提出了许多新的课题，例如高精度制导及目标识别问题。在简要回顾所有关雷达发展过程的基础上，讨论了适应未来ＢＭＤ系统需要的雷达技术问题。

弹道导弹中段目标特性及识别综述

目标识别是弹道导弹防御系统中的核心难题之一。首先,分析了弹道导弹在中段的飞行特性,介绍了弹道导弹在中段可能采取的突防措施。其次,分析了当前弹道中段目标的识别方法：基于一维距离像目标识别、基于微雷达散射横截面积（radar cross-section,RCS）目标识别、基于微多普勒目标识别、基于温度变化率目标识别、基于红外成像目标识别以及对有源假目标的识别。最后,对各识别方法的优劣及发展前景作了简要分析。