临近空间飞行器对抗反导系统前景展望

从上世纪80年代美国实施“星球大战”计划,美国就已经开始弹道导弹防御系统研究,进入21世纪,俄罗斯和中国也开始研究并建立自己的反导系统。主要介绍了反导系统和高超音速临近空间飞行器的现状和特点,在此基础上详细分析了高超音速临近空间飞行器在反导系统综合信息对抗和反辐射方面的优势。提出了基于高超音速临近空间飞行器掩护我方导弹突防和对抗敌方反导系统的思路和方法,以及高超音速临近空间飞行器可以搭载的反导对抗有效载荷。最后总结了高超音速临近空间飞行器在未来反导对抗中的应用前景。     

临近空间飞行器军事应用价值分析

随着现代高新技术的快速发展,信息对抗空间不再仅限于陆地、海洋、低空和太空,临近空间的军事化和临近空间对抗逐渐成为各国的研究热点。临近空间飞行器搭载探测、预警,通讯设备及武器平台可以很好地完成定点侦察监视、情报收集、通信保障,攻击空中及地面目标等任务。本文针对临近空间飞行器的军事应用价值展开研究,介绍了现有的飞行器种类及其在军事应用方面独特的优势。分析了临近空间飞行器的应用前景,为我国临近空间飞行器的发展提供了思路,对于我国军事技术变革有着重要意义。     

临近空间目标运动建模与跟踪方法研究

x-43、x-5l等临近空间高超声速飞行器的相继出现,给雷达目标跟踪提出了新的挑战,临近空间高超声速飞行器具有高速度、高机动的特点,常规跟踪算法跟踪性能低,不能满足作战使用要求。本文通过分析临近空间高超声速飞行器的运动特性,建立临近空间飞行器的运动模型,阐述临近空间目标跟踪的技术难点,提出了交互多模型的临近空间飞行器跟踪的方法,并对该算法进行了仿真验证,与传统的跟踪算法比较,该算法的跟踪精度有明显提高。     

临近空间飞行器应用分析与展望

介绍临近空间的定义,并分析临近空间的特点。临近空间飞行器成为近期研究的热点,各国都在积极开展临近空间飞行器技术的研究。主要以临近空间飞行器为平台,介绍临近空间飞行器平台所搭载的载荷,分析临近空间信息系统的应用现状,并展望临近空间信息系统的发展前景。从总体上看,临近空间飞行器技术尚处于关键技术攻关与演示验证阶段。强大的军事需求牵引和先进的技术推动使临近空间为未来战争的发展展现了美好的应用前景。     

平流层飞艇载SIAR雷达系统探测能力分析

提出了一种临近空间预警监视系统——平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达(SIAR)系统,它采用综合脉冲孔径雷达体制,不仅能够实现对临近空间目标的预警监视,还具备较强的低空探测能力和反隐身能力,论证了平流层飞艇载SIAR系统的探测能力.     

临近空间目标探测分析

2010年美国在临近空间高超声速平台和武器研究领域获得了"里程碑"式的发展,高超声速飞行器具有突出的快速反应能力,使得"全球到达,全球作战"的作战理念成为可能。临近空间目标的出现对雷达预警探测系统的预警能力提出了挑战。文中在分析临近空间目标特征的基础上,研究了对临近空间目标预警探测的难点。     

平流层飞艇载雷达系统作战运用分析

临近空间的战略意义日益突出,临近空间飞行器研发也引起了各国的兴趣。类似于地基情报雷达系统可以实现对航空领域的探测一样,基于平流层的飞艇载雷达不仅对临近空间飞行器具有一定的探测能力,而且平流层飞艇载雷达系统还可以通过平台优势实现对低空领域的早期预警。文中通过对比分析平流层飞艇载雷达系统的作战优势,阐述了该雷达系统的几种作战运用方式,重点分析了对抗临近空间目标和低空突防目标的作战运用方法。     

近空间高超音速飞行器射频通信"黑障"研究

飞行器在临近空间高超音速飞行中可能出现的"黑障"现象对测控系统提出了巨大的挑战.在分析飞行器表面等离子的构成以及造成射频信号衰减因素的基础上,构建了射频通信"黑障"效应研究的总体框架,提炼了关键技术并给出解决方案与初步分析结果,可为相关试验提供参考与建议.     

飞行器升阻比估计误差分析方法研究

升阻比(LDR)是临近空间高超声速飞行器试飞试验时重点考核的指标之一,高精度雷达外测数据是升阻比估计的主要信息源,雷达测量误差到升阻比估计误差之间的传递分析是靶场测控装备论证和试验事后处理需要解决的重点问题.根据高超声速飞行器三自由度运动方程,详细推导了雷达观测到升阻比的变换公式,针对变换高度非线性的问题,采用Unscented变换(UT)实现了对升阻比估计量统计特性的分析,得到了雷达跟踪精度与升阻比精度的误差传递关系.仿真实验表明,文中方法可以实现对临近空间高超声速飞行器升阻比估计误差的分析.     

临近空间飞行器武器装备建设发展思考

阐述了临近空间飞行器在信息化武器装备建设中的战略地位.对临近空间飞行器概念、分类及其军事应用与特点进行了分析,并对国内外发展状况及国内差距进行了述评.结合武器装备建设,提出了临近空间飞行器在有效载荷技术、测控与信息传输技术、持久导航技术、业务应用技术等方面的发展要求与建议,可为临近空间飞行器电子信息系统建设总体规划提供参考.     

雷达探测临近空间高超声速目标关键技术研究

随着临空高超武器陆续取得技术突破和试验成功,其对探测感知和系统防御带来的挑战也逐渐由概念设想转变为重大现实威胁。本文从临空高超目标轨道特性、运动特性、电磁散射特性对雷达探测带来的技术挑战出发,分析雷达探测临空高超目标需解决的关键技术问题,提出在临空高超目标的高速、大机动、等离子鞘套带来的目标检测、跟踪、鞘套目标识别等问题的技术解决路径。以体系化作战为核心,分析提出反临探测体系需重点解决覆盖性、时效性和协同性等关键问题,探索构建探测-跟踪-打击链闭环的探测体系需求和技术路径。     

临近空间高超声速目标RCS模拟技术研究

针对雷达探测临近空间高超声速目标模拟试验中的雷达散射截面（radar cross section，RCS）逼真模拟问题，提出了一种适用于临近空间高超声速飞行器等离子体鞘套下目标RCS衰减模拟方法.首先利用不同高度、不同速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率的相关数据，拟合得出不同速度、不同高度对应的等离子体频率和电子碰撞频率关系表；其次，实时查表得到给定雷达频率情况下不同目标高度与速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率，建立目标等离子体包覆模型和电磁波传输模型，计算雷达电磁波的衰减系数和反射系数；最后，通过雷达电磁波的衰减系数和反射系数模拟出目标RCS衰减.通过与有关实测数据比对，证明了方法的合理性.仿真分析可知，利用高频率雷达探测临近空间高超声速飞行器将更容易得到连续的航迹，产生雷达"黑障"的时间更短.     

空间太赫兹信息技术展望

太赫兹技术的飞速进步已经展现出对空间信息领域的积极影响.介绍了太赫兹波的特性及其现有的应用,展望了太赫兹技术在空间信息领域的应用前景,具体分析了太赫兹频段在空间信息获取和空间信息传输两个领域的技术优势.目前,空间科学观测已扩展至太赫兹频段,太赫兹频段雷达可提供高分辨率的着陆场图像及优秀的探测预警性能,太赫兹频段链路可用于航天器集群间通信、航天器内部高速无线通信,并有望成为有效突破等离子体黑障的测控通信手段.     

基于多普勒信息的NSHT航迹起始方法

针对临近空间高超声速目标航迹起始困难的问题,依据超视距雷达能够提供目标精确多普勒信息的特点,从径向速度、径向机动能力和角速度3个方面推导了航迹起始约束条件,文中给出了更为精确的相关波门设计方法,通过目标运动特性确定最终航迹。仿真结果表明,该方法能够有效起始临近空间高超声速目标航迹,且效果优于传统利用目标位置信息进行航迹起始的方法。     

LFM雷达对临近空间高超声速目标的跟踪研究

针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的量测模型,以避免模型失配所引起的滤波发散问题;其次,利用解模糊处理后的径向速度估计对目标高超声速运动引起的高动态偏差做近似补偿,以将问题转换为低系统偏差下的状态估计问题,最后,通过基于相邻时刻目标量测对消处理的单雷达量测方程构建,可有效回避低系统偏差存在下的航迹关联问题,进而实现临近空间高超声速目标的可靠跟踪.仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度.     

高速目标距离、多普勒走动及其补偿方法

临近空间飞行器的出现对现役雷达系统提出了严峻挑战,其高超声速特点导致的跨距离单元、跨多普勒单元现象使雷达系统常用的相参积累处理失效,必须通过对目标回波信号进行速度、加速度补偿才能实现有效的积累。本文首先分析了临近空间目标的运动特性,及其导致距离、多普勒走动的原因,然后提出了通过Keystone变换以及加速度补偿处理的方法,并对工程实现中面临的问题进行了分析,最后通过仿真验证了算法的可行性。     

临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型

针对临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪问题,在分析目标运动特性的基础上提出了一种二阶时间相关的新型机动跟踪模型,该模型的核心是将加速度作为具有衰减振荡自相关的零均值随机过程,并据此构建了跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标的状态方程;为进一步分析模型的运动适应性,结合卡尔曼滤波算法推导了模型的系统动态误差稳态值,从模型参数取值的角度探讨了模型的适应性问题;为提高模型参数设计的合理性,分析了模型中两个参数的对应关系,并给出了参数设计的大致参考区间.理论分析表明,模型具备周期性与衰减性的统一,在短时间内主要表现为周期性,在长时间内主要表现为指数衰减性,这一特性提高了对临近空间高超声速跳跃式滑翔运动描述的合理性,此外,该模型跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标时的参数理论取值具有较低的系统动态误差稳态值.仿真实验表明与已有的临近空间高超声速目标单噪声机动模型相比,该模型具有较高的跟踪精度;并通过比较不同参数下的仿真结果一定程度说明了参数取值方法的合理性.     

临近空间高超声速目标预警探测若干研究进展

防御方进行临近空间高超声速目标预警探测基础研究和工程研制需要对该领域形成系统全面的认识。为此详细总结与分析该领域最新研究进展：围绕该类目标的预警探测问题,在简要介绍目标类型及特点的基础上,从目标特性、预警装备体系构建与运用和预警探测关键技术等3个方面对国内外的研究进展情况进行归纳梳理。分析总结结果表明,该领域当前研究存在试验验证少、定性讨论多、体系运用探讨不足等问题,防御方需要据此开展针对性的研究。