战术弹道导弹再入段机动弹道仿真研究

战术弹道导弹（TBM）再入机动减速是末制导系统的设计需求,为了分析机动减速对突防的影响,在现有导弹突防系统的基础上,利用目标控制法给定了升力的变化规律,建立了再入机动弹道数学模型,编制了再入段机动弹道仿真软件.仿真结果表明,系统能完成多弹道并行仿真,该机动程序满足突防仿真的要求.     

弹道导弹被动段拦截时间窗口建模与仿真

随着反导武器装备的发展,反导区域已经从TBM再入段延伸到整个被动段,选择恰当的拦截发射时机直接影响着被动段反导的作战效果.对拦截时间窗口进行了数学描述;分别建立了TBM被动段的弹道模型和拦截弹的弹道模型;根据攻防双方的特性,给出了计算拦截时间窗口的判断条件及算法;通过算例,计算得出了某型拦截弹拦截不同射程的TBM时所对应的拦截时间窗口,分析结果表明,当拦截弹战技指标一定时,TBM的射程与拦截时间窗口有很大关系.     

弹道导弹被动段弹道方程与仿真

在弹道导弹的被动段,根据受空气阻力的作用程度,其弹道可被分为自由段和再入段两部分.文献[1]对自由段弹道进行了仿真分析,文献[2]对再入段弹道进行了仿真分析.实际上,自由段和再入段之间有着密切的联系,可以通过这些联系,建立适用于整个被动段的弹道方程组.最后,以某型近程弹道导弹为例对建立的模型进行了仿真,通过对仿真结果的分析,该模型能够较好的反映弹道导弹在整个被动段的运动特性.     

地空导弹拦截战术弹道导弹主要技术

战术弹道导弹是战区级火力支援的重要手段,用于攻击敌方战场的重要目标。战术弹道导弹的英文缩写为TBM。TBM的飞行弹道大致分为起飞/助推段、高层中段和低层末段(再入段)。由于地空导弹射程/射高一般在100/30千米以内、而最大射程/射高为400/150千米,所以目前地空导弹只能够在TBM的飞行再入段实施拦截,作用高度在10千米上下至150千米的大气层内外。由于TBM与地空导弹以往所主要对付的空气动力目标差别较大,因     

再入飞行器弹道参数自适应稳健估计方法

建立了飞行器再入段动力学模型.通过对再入过载值的融合,避开了对弹道系数和大气密度的近似,使得再入动力学模型更加准确;通过对自适应Kalman滤波算法的简化,得到了再入弹道参数的精确、稳健的估计.仿真算例表明该方法可以在系统建模误差、传感器测量噪声模型未知的情况下得到相当好的结果.     

弹道导弹被动段拦截时间窗口影响因子分析

随着反导武器系统的发展,反导区域已经从TBM再入段延伸到整个被动段,选择恰当的拦截发射时机直接影响着被动段反导的作战效果.通过对拦截时间窗口的定义,给出了计算被动段拦截时间窗口的算法,从拦截系统的角度出发,通过仿真分析了拦截弹飞行速度、拦截高界、低界和部署位置对拦截时间窗口的影响,得到了有价值的结论.     

再入弹道估计中动力学模型和“当前”统计模型的性能比较

飞行器在再入段的弹道可用较为精确的模型描述,利用UKF,分别结合动力学模型和＂当前＂统计模型,对再入弹道（弹道式和机动式）进行了估计,并就其滤波性能进行了对比分析.仿真结果表明,在对弹道式再入飞行器弹道的实时滤波中,BRV-Exp模型要比CS模型更为合适,弹道估计精度得到明显提高;在对机动式再入飞行器弹道的实时滤波中,MRV-Wiener模型并不优于CS模型.     

降低再入点测量精度要求的分析方法

提出了一种再入精度分析的新方法,可以有效降低再入点测量精度要求.该方法借助计算机数值计算建立再入误差模型,并通过消元法消去再入段初值误差对再入误差的影响,从而获得再入误差方程,再利用折合方法,得到再入误差量值.利用本方法分析再入误差不需对再入点的测量精度提出苛刻的要求,只需在再入段某一段落得到较高精度的参数即可.对研究再入场区测控布站有很好的参考价值,对制导工具误差和制导方法误差分析中误差模型的建立也有较好的参考价值.     

遗传算法解算弹道导弹再入弹道

基于弹道导弹再入段运动数学模型,提出了预定程序弹道再入突防的方法并进行了遗传算法解算突防弹道的研究。建立了以攻角随再入时间增长的变化量为编码对象的遗传算法模型并进行仿真计算。仿真结果表明,该算法能够实现预定程序再入弹道快速高精度的解算,具有工程的应用价值。     

反导仿真弹道计算方法

在分析发射坐标系下来袭导弹的发动机推力、重力和空气动力的基础上,建立了反导仿真过程所需的相关参考坐标系下弹道导弹各飞行段(主动段、被动段和再入段)较为精确的弹道计算模型,研究了导弹来袭仿真、预警探测仿真和来袭导弹弹道预报等过程之间的信息流传递.该研究成果已应用于仿真试验并得到了试验验证,结果表明该方法对反导仿真系统的构建具有重要的指导意义.     

螺旋再入弹道特性分析

针对螺旋再入弹道低空发散问题,提出一种减小弹头落点侧向位移的工程方法.通过仿真计算,研究了螺旋再入弹道的飞行规律、特点以及落点精度等问题.仿真计算表明,该方法是可行的,能够有效减小落点的横向偏差.结果表明,螺旋再入弹道的机动能力与升力系数密切相关,升力系数越大,螺旋弹道机动能力越强,其纵向射程相对弹道式再入弹道偏小.     

滑翔飞行器再入段弹道特性分析

为解决滑翔飞行器再入段受力复杂、非线性约束条件多、弹道设计难度大的问题,对平衡滑翔条件下的 弹道解析关系进行分析。根据平衡滑翔的概念,通过简化的动力学微分方程,对滑翔飞行器再入段弹道影响因素进 行分析,联合大气指数模型,推导出平衡滑翔条件下的弹道初始参数与速度、射程以及高度的解析关系,并进行仿 真验证。仿真结果表明：更高的滑翔初速和最优的平衡滑翔初始入射角可以增加滑翔距离,不同高度再入时对射程 影响不大。     

航天器再入轨迹与控制进展

本文系统地总结了航天器再入轨迹与控制的最新进展，从９个专题对取得的研究成果，存在的问题及发展趋势作了分析，这些专题是最优再入轨迹计算与控制问题的提出及意义，再入飞行轨迹的性能指标，最优再入轨的近似计算与精确数值解，再入制导与控制系统。各类最成气动辅助变轨问题，航天器的组合导航系统，小型再入体的学特性及控制问题，再入飞行中的突防与拦截问题，一些再入问题的相互关系等。     

一种基于解析方法的滑翔再入轨迹快速规划方法

采用数值方法对再入飞行器进行在线轨迹规划时,计算量大,针对此问题,研究了一种基于解析方法的滑翔式再入轨迹规划方法,该方法能够快速规划出高精度的滑翔再入轨迹。基于飞行器再入运动特性,对飞行器滑翔再入的阶段进行了划分,并给出了阶段划分依据;基于运动方程,推导了一类含轨迹参数的滑翔式再入轨迹的高精度解析解;根据推导的再入运动解析解,将再入相关约束转化为轨迹参数约束;引入参数校正方法,根据轨迹参数与待飞航程间一一对应的关系,在轨迹参数约束范围内规划出能满足任务需求的再入轨迹。仿真结果表明,分阶段推导的解析解的精度要高于罗赫二阶解,与数值解相近;基于解析方法的滑翔再入轨迹规划方法避免了数值方法的大量积分运算,并能快速规划出满足任务要求且精度与数值方法相当的滑翔再入轨迹。     

战术弹道导弹弹道仿真建模技术研究

在弹道导弹防御系统仿真中,需对战术弹道导弹的弹道进行仿真。一般而言,近程弹道导弹为抛物线型弹道,中远程弹道导弹为椭圆型弹道。依据上述两种弹道不同的特点,文中对这两种弹道分三段(助推段、自由飞段、再入段)建立了不同的仿真模型。该模型为反导体系的仿真提供了一个较为理想的作战对象,提高了仿真结果的可信度。     

高超声速航天器最优再入大回转轨迹与控制

研究了飞回型可重复使用航天器以高超声速再入返回的最优大回转轨迹设计和轻制方法,分析了飞回型航天器再入中靠气动力实现轨迹大回转的关键技术,建立了最优再入的数学模型.采用极大值原理和共轭梯度法求解最优再入大回转问题.通过仿真,得到了考虑大回转的最优再入轨迹特性及其控制规律,分析了转弯开始时刻和滚转角对再入中倾斜转弯控制特性的影响规律.探讨了高超声速大回转再入的控制方法.     

基于准平衡滑翔的再入轨迹解析规划方法

针对禁飞区等多约束条件下的再入轨迹规划问题,提出了一种基于准平衡滑翔的再入轨迹规划解析方法。纵向剖面规划中,基于准平衡滑翔条件,以航程为自变量构建了相关弹道参数(如高度、速度、阻力加速度、攻角和倾侧角等)的解析表达式,建立了高度-航程空间内的多约束飞行走廊。横向剖面规划中,采用一种基于横、纵程多次函数的解析规划方法,有效解决了对禁飞区的规避问题。上述算法将复杂的多约束再入轨迹规划问题转化为简单的解析求解,极大提高了轨迹规划速度和可靠性。基于CAV-H的仿真算例表明,提出的轨迹规划算法运行速度快,规划结果平滑,精度高,逻辑简单且易于工程实现。     

具备目标重定向能力的自适应再入制导律

将再入弹道跟踪问题转化为再入弹道状态调节问题,得到了一个LTV系统最优控制问题,在此基础上,利用基于伪谱算法的最优反馈控制算法,设计了一种便于在线实现的自适应鲁棒再入制导律.仿真结果表明该制导律在改变参考轨迹后依然能够较好地跟踪新的参考弹道,具备较好的动态性能和再入制导精度,而且不需要显示积分和显示增益调度.