基于摄动理论的弹道修正榴弹落点偏差预测

榴弹二维弹道修正引信要求选用精度高、计算量小的落点预测算法,弹道积分外推和多项式拟合均不满足该要求。针对该问题,提出了基于摄动理论的落点偏差预测算法,通过射前装定基准弹道和偏导数实现榴弹落点偏差的准确预测。基于摄动落点偏差预测的数学原理,采用数值解法研究了计算步长、偏导数阶数、基准弹道和偏导数行数的选取原则,并用二阶渐消记忆滤波的方法减小了GPS测试误差对预测精度的影响,采用仿真的手段对预测精度和在弹道修正榴弹上使用的有效性进行了分析。仿真结果表明,摄动落点偏差预测在基准弹道的邻域内有较高的预测精度。     

基于比例因子的改进落点预测修正算法

针对以前的落点预测修正算法由算法误差引起的落点散布圆概率误差偏大的问题,提出了基于比例因子的改进落点预测修正算法。该算法以经典落点预测修正算法为基础,取二维弹道修正引信每秒纵向与横向最大修正能力的比值为比例因子,改进引信控制滚转角的计算。该算法和以前的落点预测修正算法相比,充分考虑了二维弹道修正引信修正能力变化情况,提高了算法精度,从而减小由算法误差引起的落点散布圆概率误差。仿真结果表明,该算法有效减小了由算法误差引起的落点散布圆概率误差。     

无再入观测弹道导弹气动参数和落点联合预报

在无再入观测数据条件下,为了对弹道导弹的落点和气动阻力参数进行高精度联合预报,基于导弹末端速度变化范围的限制,预估气动阻力参数变化范围; 将气动阻力参数作为随机过程建模并增广为目标的状态,基于无迹变换法建立了考虑气动阻力、地球自转和J₂摄动的落点预报和误差分析模型,计算了落点误差散布椭圆。仿真结果表明,该方法能有效预估气动阻力参数范围,显著提高了落点预报和误差分析的精度(尤其是落地时刻),对于导弹早期预警具有较高应用价值。     

基于移动目标运动预测的弹道导弹被动段制导方法

针对弹道导弹打击海上慢速移动目标,弹道再入段需要采用有效的制导方法以便确保打击精度的问题。对大型慢速移动目标位置进行实时跟踪预测,对导弹被动段弹道落点进行弹道数值计算,由移动目标预测点和弹道落点可求得两点之间距离与方向差异,根据误差信号与控制函数关系求出比例导引系数,然后对弹头实施有效控制,以致最后导弹能准确命中目标。制导仿真结果表明,模型方法可行,制导精度高,导引迭代收敛速度快。     

摄动落点预测法的快速建模与基于精度最优的分段预测控制法

快速的高精度落点预测是实现高旋弹丸弹道预测修正或制导的关键,基于基准弹道的摄动（PP）预测法能够较好地平衡计算精度与效率。为解决PP预测法难以快速适应环境与目标的问题,结合摄动理论与分步逼近法实现初始发射条件及基准弹道的快速确定,并根据理论简化推导出摄动模型参数计算方法。通过弹道仿真与无控试验验证其可行性,结果表明:该方法可快速完成发射参量计算与摄动预测建模;与修正质点弹道（MPT）预测法相比,弹道前段PP预测法预测精度较优,弹道后段略差。综合PP预测法与MPT预测法计算速度与精度特点,提出结合PP与MPT的分段预测法,经蒙特卡洛仿真,分段预测法的修正效果相较于单一的PP或MPT预测法更优。     

基于主动段状态估计的弹道估计方法研究

在不具备目标先验信息的情况下，提出了采用基于主动段运动状态估计外推弹道参数的方法，完成对弹道导弹目标的弹道估计和落点预报任务．仿真结果表明，该方法脱离了弹道模板的制约，能够得到比较好的估计结果，具有一定的实用性和研究价值．     

基于落点的弹道导弹需要速度求解方法

为了提高需要速度的求解精度,解决当前飞行状态和目标位置不定情况下需要速度的求解问题,文中提出了一种基于落点的需要速度求解方法.在惯性坐标系下,建立了需要速度的求解模型,对目标点与弹道导弹绝对弹道面之间的纵横向偏差进行修正,计算导弹当前飞行状态下的需要速度.仿真结果证明,该方法可有效求解空中某飞行状态下导弹的需要速度,精度较高,打击目标可以适当变换.     

基于摄动落点预测与修正比例导引的复合修正算法设计

为提高旋转稳定弹的精确打击能力,该文以安装固定鸭舵式二维弹道修正组件的修正炮弹为对象,针对旋转稳定弹的控制特点,设计出一种基于摄动落点预测与修正比例导引律相结合的修正算法。针对弹道的升弧段与降弧段,分别推导出摄动落点预测偏差与修正比例导引的控制信号,并根据弹体传函建立出全弹道复合算法的控制信号。通过仿真,在仅考虑弹丸的随机扰动情况下,修正弹弹道落点的纵向标准差为22.835 7 m,横向标准差为23.579 2 m,圆概率误差为27.507 0 m。仿真结果表明,摄动+比例导引的复合导引算法可有效提高该修正弹的射击精度,减小落点散布。     

分导式多弹头导弹弹道并行计算技术研究

弹道导弹弹头分导技术的研究是我国导弹技术发展的必然。文中依据弹道导弹多头分导原理,阐述了分导式多弹头导弹的分导工作过程。为了满足现代武器系统快速反应能力的需求,针对分导式多弹头导弹的弹道模型特点,提出了运用并行计算技术来快速提升弹道计算速度的方法,并建立了分导式多弹头导弹弹道并行计算模型。在Linux环境下进行仿真,结果表明,本方法能大幅度提高弹道计算速度,可以得到很高的加速比。     

基于在线修正弹道模板的主动段弹道跟踪方法

为了提高在线跟踪主动段弹道导弹的精度,提出了基于在线修正的弹道模板方法,详细构建了空气动力、推力、重力、科氏力、牵连惯性力等的动力学模型,结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法,对弹道模板参数进行在线校正及对导弹目标进行实时跟踪。在仿真过程中,基于加加速度模型和当前统计模型构建了交互多模型算法,并将该算法结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法与在线修正的弹道模板方法进行比较分析。仿真结果表明,该方法能够对弹道模板参数进行准确估计并能获得比交互多模型算法更高的跟踪精度。     

大气层外弹道导弹中段拦截弹道规划

为解决反导拦截弹道快速规划问题,依据椭圆弹道理论与二体理论提出一种弹道导弹中段拦截弹道规划模型。在获取目标弹道某一时刻初始位置和速度状态信息基础上,利用椭圆弹道理论建立目标飞行位置与飞行时间的关系,实现对遭遇点位置信息的预测;根据拦截弹发射点位置以及预测遭遇点位置,利用Lambert方程在飞行时间的约束下解算拦截弹的状态信息,从而建立拦截弹的弹道规划模型;使用MATLAB软件仿真验证拦截弹规划模型的有效性。该模型为中段拦截弹道规划设计提供了一种思路和方法,并且在相应的约束条件下规划的拦截弹道在理论上能够满足中段反导拦截作战要求。     

基于改进的遗传算法与龙格库塔法的弹道求解方法

为提高火炮打击效能,对基于改进的遗传算法与龙格库塔法的弹道求解方法进行研究。提出基于差分龙格库塔法的外弹道模型,在目标点位置已知时,可以精确求出与目标点共水平面的落点坐标。并提出了基于遗传算法的最佳射角求解方法,动态缩小搜索范围,运行参数自适应调整,快速高效的求出火炮初射角参数。案例结果验证了该方法的可行性与有效性,对于弹道解算研究具有一定的应用价值。     

跳跃式弹道方案设计及优化

目前,弹道导弹面临的主要问题之一是突防技术落后于反导技术,因此,突防技术的迅速突破是提高弹道导弹生存能力重要手段。从延缓导弹防御系统的早期预警时间着手,将传统弹道导弹的抛物线弹道中段设计成有多个波峰的跳跃式弹道,使得探测系统在导弹再入大气层之前,很难准确探测和计算导弹的落点,从而大大地提高了弹道导弹的突防能力。以某导弹为原型,增加可两次点火的末级发动机,改装成具有跳跃能力的地地弹道导弹,并通过弹道优化,寻找平均跳跃幅度最大时导弹的飞行方案。     

基于模糊综合评判的弹道中段目标识别技术

对弹道中段目标和诱饵红外辐射特性差异进行了分析,提取了目标的温度特征、谱特征、辐射强度特征、运动特征和能量特征,建立了模糊综合评判综合模型,提出了基于模糊综合评判弹道中段目标识别方法。     

一种一维弹道修正弹自适应落点控制算法

针对在发射前预先装定弹道信息的传统弹道修正弹控制方法存在易受外界因素扰动的问题,提出了一种一维弹道修正弹自适应落点控制算法;通过建立弹道滤波模型外推弹道,利用自适应落点控制算法,得到阻尼器修正参数修正弹道,并根据弹丸飞行参数每隔特定时间循环上述过程实现自适应修正,直到引信引爆;仿真结果表明:滤波外推后的弹道更接近于实际弹道,经过多次弹道修正可以有效减小落点弹目偏差,与传统弹道修正方法相比较,改进弹道修正方法可较大幅度提高对静态目标的打击精度.     

基于线性弹道模型的末段修正弹落点预测

针对末段修正弹在弹道末段快速预测落点的问题,提出一种将六自由度刚体外弹道模型线性化的方法,得到线性弹道方程组并求其解析解,结合剩余飞行弧长估算公式,推导出弹道落点快速预测解析公式。以六自由度弹道为基准,通过仿真分析了不同射角不同预测点下线性弹道模型预测法的预测精度和解算时间,结果表明该方法对偏流方向的落点预测误差小于8 m,解算速度相比三自由度数值积分落点预测法提高了一个数量级。该方法为弹载计算机进行实时快速弹道解算提供理论依据,对末段修正弹的工程应用具有参考价值。     

考虑J_2摄动的弹道导弹高精度弹道预报和误差传播分析

为进行高精度的弹道导弹弹道预报和误差传播分析,分析了平根数法解摄动方程的解形式,提出了一种考虑J_2摄动并包含短周期项的解析法,并将其用于弹道预报,结合无迹变换构造了弹道预报的误差传播分析方法,解决了解析法中开普勒根数求解过程不可微、偏导数矩阵难以计算的问题。仿真结果表明,将解析法用于弹道预报时,J_2摄动短周期项导致的误差达3个数量级,不可忽略;该算法预报的相对误差只有不到5%,精度与高精度数值法相当,远高于传统解析法,但运算速度是后者的7倍,具有更好的效费比。     

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。     

稀薄气体效应对常规布局导弹气动特性的影响

导弹气动特性是准确预测弹道的前提条件,也是衡量导弹射程的重要依据。在稀薄大气飞行环境下,连续介质假设的前提条件已不再成立,其对应的计算方法无法获得准确的气动参数。通过对常规布局导弹进行建模,利用基于介观的格子Boltzmann方法计算导弹在稀薄大气条件下的气动参数,并与连续介质假设条件下获得的气动参数进行对比。通过计算导弹的高空弹道,发现稀薄气体效应虽在一定程度上改变了导弹气动特性,但对准确预测高空弹道的影响很小。