反舰导弹跃升俯冲过程的自适应跟踪研究

针对反舰导弹跃升俯冲机动过程进行跟踪时,固定模型集合难以精确匹配实际过载系数,影响跟踪性能的问题,应用自适应网格法进行跟踪.在跃升俯冲攻击弹道模型的基础上,当过载系数未知时,应用自适应模型集交互式多模型算法,并进行仿真计算分析.结果表明:该算法可准确跟踪过载系数的变化趋势,实时自适应调整各模型中的过载系数,使模型集合向实际运动模式收敛,跟踪精度优于固定模型集合的交互式多模型算法.     

弹道导弹再入段跟踪制导算法研究

首先针对弹道导弹再入大气层后的弹道轨迹进行仿真建模。为解决当前目标跟踪算法中机动模型与再入类目标实际运动不匹配的问题,采用了基于弹道模型的目标跟踪算法。获得滤波结果中来袭导弹目标的每一时刻位置及速度信息后,利用比例导引制导方法,可以实现对来袭目标和拦截弹理想弹道轨迹的三维数据仿真。仿真结果表明,算法可以对导弹目标进行稳定的跟踪,对拦截弹进行精确的制导。     

一种引入速率量测的三维变结构多模型算法

为了解决舰艇火控系统对三维空间中作高速/机动飞行反舰导弹的跟踪问题,针对可以观测距变率和角变率的雷达观测系统,通过在变结构多模型算法(VSMM)中引入上述速率量测值,提出了一种引入速率量测的VSMM算法。通过将新提出的算法和传统算法在典型反舰导弹攻击航路下进行仿真实现,证实了速率量测的引入可显著改善VSMM算法的跟踪性能,并且可以提高对目标机动检测的稳定性,缩短检测延时,具有一定工程实践指导意义。     

基于“当前”模型的UKF滤波算法在目标跟踪与实时弹道估计中的应用

针对靶场机动目标跟踪与实时弹道估算的实际,介绍了基于“当前”模型的UKF滤波方法。将“当前”模型和UKF滤波用于机动目标跟踪与实时弹道估算,建立了具有较好自适应特性及较高滤波精度的系统模型与算法。经对多发任务实测数据的试算表明：该算法具有较好的稳健性和较高的滤波精度,在靶场的实时显控、设备跟踪引导等方面具有良好的应用前景。     

目标机动对高超声速反舰导弹下压段导引特性的影响分析

在分析高超声速反舰导弹下压段弹道特点的基础上,建立下压段导弹质心运动方程以及目标运动模型,并以满足落角约束的最优导引律作为下压段的导引律,分析目标机动对高超声速反舰导弹下压段整体弹道规划、飞行速度、攻角、弹道倾角、法向过载和动压等的变化规律的影响。通过仿真得出,水面舰艇目标的机动对高超声速反舰导弹下压段的弹道变化规律影响很小,但仍要充分考虑目标机动对导弹过载、动压等约束条件的影响。     

基于交互式“当前”统计多模型的机动目标跟踪算法

针对巡航导弹类目标的运动特性,建立了蛇形机动攻击弹道模型,提出了一种改进的交互式"当前"统计多模型算法。该算法通过引入高斯隶属函数对"当前"统计模型的加速度方差极限值进行在线调整,使其可适应不同机动程度的目标;将不同机动频率的当前统计模型作为子模型融入交互式多模型,通过不同机动频率子模型的相互作用,进一步增强交互式模型的自适应跟踪能力。仿真结果表明,该算法跟踪过程平稳,跟踪精度高,收敛速度快,计算量适中,可用于末端防空武器拦截巡航导弹类目标。     

基于改进截断正态概率模型的机动目标跟踪算法

机动目标模型是水下目标跟踪的关键,在分析截断正态概率密度模型的基础上,利用前2个时刻的观测值与状态估计偏差,对该模型机动加速度与其方差的自适应关系重新进行修正,给出了一种基于改进截断正态概率密度模型的机动目标跟踪算法.该算法避免了加速度极限值的预先设定问题,从而提高了对机动目标状态估计的精度.仿真结果表明,该算法在跟踪水下机动目标时具有良好的跟踪性能.     

实现大空域变轨的最优制导律研究

为了对抗敌方预警系统的跟踪、预测以及远程防空导弹的拦截,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道.将弹目相对运动分解为俯仰和航向两个平面内的运动,考虑了制导过程中能量消耗最小以及末端角度要求,分别设计了两个平面内的最优制导律.利用该制导律可以引导反舰导弹向大空域内任何虚拟目标进行变轨机动,从而实现了各种各样的大空域变轨弹道.只要虚拟目标参数设置合适,反舰导弹的各项性能指标均能满足要求.弹道仿真表明了所设计的最优制导律的有效性.     

基于期望系统噪声模型的自适应机动目标跟踪

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,使建立的目标模型与目标的实际运动失配。为解决这个问题,需建立大量模型来逼近真实模式。但这使计算量增大,而且性能不一定能提高。本文提出基于期望系统噪声模型的自适应交互式多模型(IMM)算法。该算法自适应调整部分系统噪声模型,使之接近符合实际的系统噪声模型。对目标机动运动的Monte-Carlo仿真结果表明,本算法对机动目标的跟踪精度比标准IMM算法有较大改进,且计算量适中。     

基于交互式多模型的水下机动目标跟踪

为了解决水下机动目标跟踪的实时性和可靠性问题,在交互式多模型(IMM)的框架下对水下机动目标跟踪进行了分析,建立了目标运动方程和观测方程。交互式多模型滤波算法的选择直接影响到跟踪的精度,在跟踪滤波方面,针对交互式多模型滤波过程中观测方程非线性对滤波性能的影响,分别将扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)2种滤波算法与交互式多模型算法相结合。仿真结果表明,交互式多模型算法与UKF算法结合的滤波精度更高,能够更有效、可靠地达到跟踪机动目标的目的。     

弹道导弹主动段样条滤波算法

对弹道导弹主动段进行跟踪是弹道导弹主动段防御中极其重要的任务,它是制导拦截的基础。针对传统方法在弹道导弹主动段跟踪能力不足,建立了弹道导弹主动段样条滤波算法。该滤波算法首先用样条函数建立了主动段运动模型,其次在此基础上将运动状态进行了解耦,建立了状态方程,最后基于解耦模型,应用Kalman滤波进行了状态估计,并且在估计中设计了模型更新方法,使算法具有很好的机动跟踪性能。仿真实验证明,该跟踪算法估计精度高于其它算法。     

单平台反舰导弹协同航迹规划算法研究

单平台反舰导弹协同攻击的核心是协同航迹规划算法。针对单平台反舰导弹协同攻击的问题,提出了基于协同进化的反舰导弹协同航迹规划算法,首先介绍了基因编码方式,然后分析了反舰导弹航迹约束条件和航迹评价函数,建立了CCRP算法模型,最后,通过算例对该算法的有效性进行了检验。该算法可有效解决单平台反舰导弹协同航迹规划问题。     

一种高精度弹道导弹落点预测方法

为高精度预测弹道导弹落点,提出了高精度落点预测算法,即首先基于椭圆弹道粗估计所划定的落点范围搜索可能目标,然后基于4D外弹道模型应用遗传算法对弹道导弹弹道进行精细预测.该算法可快速划定目标搜索范围并精确生成弹道导弹轨迹;以导弹必定攻击我方军事目标的基本假定改变了以往算法仅依靠弹道特性的局限,并支持多弹头弹道导弹的落点预测.仿真实验表明该算法的运行时间平均在2s以内,精度在100m范围,可以满足弹道导弹预警的时间和精度要求,也可为多弹头同时预测落点.     

综合优先级下反导预警相控阵雷达任务调度算法

针对相控阵雷达跟踪多弹道导弹目标时的资源分配问题,提出一种综合优先级下的价值优化调度算法。基于弹道导弹目标特性,构建目标威胁度模型;设计二维优先级表,结合目标威胁度和截止期进行综合优先级规划;基于任务优先级建立任务动态价值函数,并从调度及时性原则出发,构建任务调度的价值优化模型;对遗传算法进行改进,设置自适应选择、交叉、变异算子,并利用该算法求解调度模型;通过仿真实验将所提算法与传统工作方式优先级加截止期调度算法进行性能对比,对任务价值函数参数对调度性能的影响进行分析。结果表明：相比传统调度算法,所提调度算法的调度时间偏移率减小了46%,实现价值率提升了12%.     

基于选择方式的寻的雷达对编队目标捕捉算法

根据反舰导弹的射击原理,首先建立了基于Monte Carlo法的编队目标在反舰导弹捕捉坐标系的位置模型,然后建立了基于寻的雷达分辨能力和选择方式的反舰导弹对编队预选目标的捕捉算法,仿真分析了目标速度、编队间距和反舰导弹进入目标的舷角对捕捉预选目标的影响,得到了反舰导弹打击编队预选目标所需的选择方式及导弹进入目标舷角的范围,为反舰导弹有选择的打击编队目标奠定了理论基础。     

反舰导弹末制导雷达动态搜索模型

末制导雷达搜索模型的建立是反舰导弹捕捉概率计算过程中重点研究的问题。在分析了反舰导弹末制导雷达搜索过程特点的基础上,将末制导雷达的搜索过程细化为扫描波束的运动过程,分为随着导弹一起的平移运动和扫描波束自身的转动,建立了末制导雷达动态搜索过程的数学模型。以捕鲸叉导弹的末制导雷达搜索过程为例,对所建模型进行了仿真验证。     

远程目标指示条件下的反舰导弹一次捕获概率研究

针对远程反舰导弹雷达一次捕获概率受目标指示精度、导弹自控终点散步及目标机动散步的影响,建立了对应算法的模型,并进行了计算和分析．     

超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹建模仿真

采用弹道仿真方法来求取超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率.分析了反舰导弹蛇形机动的物理过程,建立反舰导弹蛇形机动的弹道模型及舰空导弹反导拦截模型.设定反舰导弹和舰空导弹的性能参数,采用蒙特卡罗法对不同组合的机动弹道进行攻防对抗仿真实验,得出超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率.本方法还可以用于研究舰空导弹的拦截能力.     

一种贝叶斯目标选择算法

为了解决多假目标干扰环境下的舰艇编队目标选择问题,在线性高斯假设下,建立了编队目标运动模型和量测模型,并基于贝叶斯方法推导了复合假设后验概率,提出了一种反舰导弹目标选择算法。该算法充分利用了导弹导航位置误差、编队机动和队形等信息,并且适用于量测噪声方差不同的实际情况。同时,为了降低算法的计算复杂度,设计了基于队形的预滤波器,大大削减了复合假设数量。算例仿真表明,该算法具有优良的性能,显著提高了编队目标正确选择概率。     

多枚反舰导弹攻击机动目标方法研究

随着反舰导弹的射程和性能不断提高,新的问题也随之出现,由于目标距离导弹发射点较远,在发现导弹来袭后有较充裕的时间进行机动逃逸,导致按既定方案飞行的导弹捕获不到目标.为解决该问题,在研究目标机动模型的基础上,得出了多弹攻击目标射击诸元的确定方法,仿真结果则表明该方法的有效性.