基于模拟的反导预警雷达目标交接搜索景幅设置研究

为解决远程预警相控阵雷达(EWR)和多功能地基相控阵雷达(GBR)进行目标交接时,GBR应在多大范围内,采取何种信号形式搜索捕获目标的现实问题,建立GBR目标交接搜索景幅优化模型,运用蒙特卡洛方法对该模型进行模拟求解,并从目标交接距离、目标飞行方向、目标指示精度等3个方面分析其对GBR搜索景幅的影响。首次将蒙特卡洛方法用于反导预警雷达目标交接,有效提高了反导作战任务规划效率和雷达搜索效能。计算结果表明:GBR搜索景幅大小与目标交接距离成正比,与指示精度和目标飞行方向有无先验信息成反比。     

预警卫星对导弹预警模型的仿真

通过分析研究，建立了预警卫星系统对战术弹道导弹（TBM）弹道进行预警的一种数学模型，其中包括预警卫星系统信息库的信息模型、用预警卫星探测信息确定TBM坐标的模型、确定TBM发射时刻及发射点坐标的模型、确定关机点及对应的关机点弹道参数模型、计算预警弹道及落点的模型等，同时还对信息库中信息模型的精度、计算发射点价值及发射时刻模型的精度、计算关机点时刻及参数的精度进行了分析，得出了有一定理论意义和工程应用价值的结论。     

海基相控阵雷达系统的反导防御模式研究

探讨了海基相控阵雷达系统战区弹道导弹防御 (TBMD)的工作模式。首先分析了战区弹道导弹 (TBM)的弹道特性 ,给出了雷达位于弹着点附近时不同射程TBM的弹道观测数据 ,重点讨论了海基相控阵雷达武器系统战区弹道导弹防御工作模式的特点 ,具体分析了相控阵雷达系统搜索空域的划分方法及其TBMD的工作模式。该项研究对于相控阵雷达系统弹道导弹防御最佳工作模式的设计有着直接的指导意义 ,对相控阵雷达系统导弹防御性能的评估也有较大的参考价值。     

美国的NMD系统

按照美国国防部制订的“3 3”计划，为保护美国免遭50个弹头的攻击，基本的国家导弹防御系统（NMD）由地基拦截弹（GBI）或天基拦截弹（SBI）、X波段地基雷达（GBR）、474N地基超视距预警雷达、部署在阿拉斯加前沿的辅助雷达(FBR)、飞行中拦截弹通信系统（IFICS)、天基传感器（第三代国防支援计划(DSP)军用导弹预警卫星和通信卫星）以及作战管理/指挥、控制、通信、计算机和情报（BM/C4I）系统等组成。该系统应能准确地探测、识别并且摧毁来袭的洲际弹道导弹。根据美国和前苏联签署的反导条约（ABM），美国可以建立一个反弹道…     

频域空域二维稀疏SIMO高分辨雷达成像方法

利用频域稀疏的线性调频步进信号（FSCS）作为雷达发射信号,并结合空域稀疏的SIMO雷达阵列来构建二维稀疏的高分辨雷达成像模型。针对该稀疏模型,首先通过对低维数据简单补零处理,然后利用图像熵准则完成对运动目标速度的有效估计。在此基础上,结合压缩感知理论,构造有效的观测矩阵、稀疏变换矩阵以及重构算法,获得目标高分辨距离像（HRRP）,进一步提出基于保相性的频域空域二维稀疏SIMO高分辨雷达成像方法。该方法可以大幅减少FSCS脉冲串的子脉冲个数,大幅减少SIMO高分辨雷达接收天线阵元个数,并获得高质量的HRRP和目标二维像。仿真实验验证了本文方法的有效性和鲁棒性。     

高超声速滑翔飞行器多模型鲁棒跟踪方法

针对高超声速滑翔飞行器（HGV）具有机动能力强、机动样式多变、机动时机不确定等特点,提出了一种基于有向图变结构多模型的鲁棒跟踪（CHF-DSVSMM）方法。考虑到高超声速滑翔飞行器的跳跃滑翔运动特性,建立了包括自适应非零均值衰减震荡（ANMDO）模型、“当前”统计模型（CSM）等机动模型的模型集。针对固定结构多模型算法存在模型相互竞争、运算时间长的缺点,设计了基于有向图结构的切换准则自适应地改变模型集构成,提高模型匹配性。对于地基雷达探测中存在闪烁噪声的问题,采用容积Huber-based滤波方法进行状态估计。仿真结果表明,所提算法与现有方法相比具有更高的跟踪精度,并对闪烁噪声具有良好的鲁棒性。     

弹道导弹再入飞行对雷达隐身空域分析

根据弹道导弹飞行的弹道、末段搜索雷达的布置位置以及导弹再入飞行时相对雷达方向的RCS值以及雷达最大作用距离等情况，对弹道导弹飞行时相对搜索雷达的隐身空域、时域等进行了分析、计算。提出了分析、计算的方法，并对假设的样例进行了分析、计算，最后简要概述了拓宽导弹隐身空域的几种途径。     

相控阵导引头空域搜索策略研究

为提高相控阵导引头在中末制导交班时搜索效率,对空域搜索策略进行了研究。分析了中末制导交班的误差源,根据目标指示误差设计了圆形7波位、矩形9波位和矩形25波位三种空域搜索策略。考虑回波遮挡和目标雷达反射截面(RCS)起伏效应,采用复合制导系统模型,通过仿真对三种空域搜索策略进行了全弹道性能评估和对比分析。结果发现:在三种搜索策略中,少波位搜索策略的覆盖范围小于多波位搜索策略,但搜索时间长度小,因中末制导交班的空域搜索时间有限,综合考虑认为少波位搜索策略的搜索效率较多波位更高;圆形7波位策略较矩形9波位能在相同时间内搜索内更多的圈数,故其性能最佳。     

抗击高超音速巡航导弹地基雷达部署方法研究

地基雷达是探测高超音速巡航导弹的主要装备,合理地部署地基雷达是抗击高超音速巡航导弹的基本前提。首先考虑了地球曲率影响下的地基雷达最大探测距离,在此基础上提出了预警雷达离拦截系统最小距离的计算方法,建立了接力跟踪时相邻跟踪雷达配置间距的计算方法,最后采用算例对该方法进行了验证,得到了有益的结论。该方法对科学部署地基雷达,有效抗击高超音速巡航导弹,具有指导意义。     

雷达空域反隐身效能分析

随着隐身技术在现代武器装备中的应用越来越广泛,对预警探测系统反隐身能力的要求越来越高。基于雷达空域反隐身的基本原理,以雷达接收信噪比改善因子、雷达作用距离增大程度和雷达发现概率增大程度为指标,对雷达空域反隐身的效能进行了分析。雷达从隐身飞机的侧翼进行探测能够有效增大隐身飞机的雷达散射截面积,从而较好地实现反隐身目的。     

弹道导弹预警系统目标运动建模和类型识别

针对弹道导弹预警系统的识别任务,建立了弹道导弹和飞机类目标的运动模型,通过分析弹道导弹和飞机目标间的运动特性差异,采用灰色关联分析方法建立了目标类型识别模型,给出了进行目标类型识别的具体步骤.具体的算例验证了基于灰色关联分析的目标类型识别模型应用于目标识别的可行性和有效性.     

基于并行禁忌遗传算法(PTGA)的预警卫星传感器调度研究

对预警卫星的传感器调度进行了研究，提出了传感器管理调度的系统组成。通过对传感器调度的分析，建立起相应的数学模型，定义了评价指标。结合并行遗传算法和禁忌搜索的特点，提出了一种新的解决预警卫星传感器调度问题的并行禁忌遗传算法(PTGA)。该算法采用多种群和禁忌搜索思想改进遗传算法的性能，从而提高整个算法的收敛速度和精度。实验结果表明该算法有效地解决了多目标情况下的传感器实时调度问题，并优于一般启发式算法。     

多普勒盲区条件下的改进粒子滤波跟踪算法

机载预警雷达采用脉冲多普勒体制,具有良好的低空探测性能,但其存在不可忽略的多普勒盲区问题。在目标跟踪的过程中,该盲区容易造成目标航迹中断和重起批。针对多普勒盲区条件下的目标连续跟踪问题,提出了一种基于多假设运动模型的改进粒子滤波跟踪方法。该方法根据多普勒盲区对目标状态的约束形成多个可能的运动模型,粒子在每个模型下再进行带有状态约束的更新,当新出现的量测值落入任何一个运动模型形成的粒子云内,则航迹关联成功。仿真结果表明,该算法在不同盲区范围条件下,针对不同机动能力的目标均具有较高的航迹关联率,能够实现目标的连续跟踪。     

导弹发射包线指数优化搜索仿真分析

以某型近距空空格斗导弹为例，针对传统计算导弹发射包线精度较低、模型复杂、解算耗时长问题，分析影响导弹发射包线形状大小的重要参数，建立简化的导弹六自由度运动模型。在搜索包线边界时，综合考虑八个重要运动参数，构建指数多项式函数，粗略估算初始搜索空间，避免搜索初始值的盲目性。在黄金分割法的基础上，提出指数优化搜索算法，结合每次搜索值的空间误差和函数值误差，更新并优化下一次搜索的黄金分割点。利用模型和Matlab仿真平台，解算弹道轨迹，利用搜索到的边界值进一步优化距离多项式系数，使初始计算值更接近真实边界值。实验表明，本文方法解算的弹道轨迹和发射包线与实战中数据基本吻合，有效地提高了计算精度；指数优化搜索算法有效减少了仿真计算次数，缩短了整体耗时。     

平流层的信息对抗探讨

进入21世纪以来,由于新型的巡航导弹、隐身飞机、性能更好的预警机、TBM这些高科技武器的出现,远程精确打击会是武器系统发展的一大趋势,如何及早地发现它们将是防御方的一个难题。飞艇作为一个临近空间的机动平台也就应运而生。这是一个跨世纪的新兴学科,可能支撑许多新的空间武器。简要介绍了其作用、作战对象、主要研究内容,需要攻克的一些关键技术。     

天基支援下反导预警时间窗口仿真分析

根据预警时间窗口概念,给出天基支援下预警时间窗口的数学描述,建立了反导预警过程中攻防双方的数学模型。仿真计算和分析了反导预警时间窗口,讨论了天基预警卫星对反导预警时间窗口的扩展作用。     

战术导弹防御中的拦截交会角约束研究

由于拦截器侧向发动机纠偏能力的限制及TBM的初始位置误差的影响,拦截交会角需要满足一定的范围才能命中目标.本文研究了战术导弹防御的拦截交会角约束问题,提出了一种运动学几何分析方法,推导了TBM的初始位置误差引起的横向偏差与拦截交会角的解析关系,分析了拦截交会角对末制导段纠偏的影响,确定了可命中目标允许的拦截交会角范围.通过仿真计算和分析,论证了该方法的有效性.     

从月球逃逸探测小行星的发射机会搜索

从月球逃逸探测小行星的发射机会搜索因需考虑日、地、月引力的影响而使问题变得复杂。针对该多体系统的发射机会搜索问题,提出了一种分层渐近的搜索方法。该方法首先通过分析地月系质心与小行星的几何关系,搜索从地月系质心到小行星的发射机会,进而以地月运动为研究对象,推导出了从月球轨道切向逃逸机会的判别条件,并基于此判别条件及等高线图法对逃逸机会进行了搜索。同时,为提高所得发射机会在多体模型下的轨道修正收敛性,给出了基于月心逃逸轨道参数为终端约束的日-地与日-地-月动力学模型的轨道渐近修正方法。最后,以近地小行星(3908)Nyx和(190491)2000 FJ20为例,搜索其从月球逃逸的发射机会,仿真计算表明了该方法的有效性。     

Hydrodynamic Approach to Modeling the Thermal Plasma Distribution around a Moving Charged Satellite

The electric field distribution around a charged satellite in a rarefied magnetospheric plasma influences greatly the densities and trajectories of particles measured by onboard instruments. The simulation of macroparameters of thermal plasma near the moving charged satellite, which is necessary for correction of experimental measurements, encounters considerable computational difficulties. In this work, two three-dimensional models of the electric field distribution around the satellite are considered under the conditions when the Debye length is comparable to the geometrical size of the spacecraft. In the first model a system of hydrodynamic equations of continuity and motion was used, which was solved jointly with the Poisson equation. In the second model the hydrodynamic equation of motion was used for analyzing the motion of large particles by means of the method of particles in a cell. The numerical algorithms and the results of calculations of the potential near the satellite, as well as the distributions of densities of electrons and ions and of volume charge, are considered. The results of test calculations for some situations in the ambient plasma are presented, and the influence of the spatial electric field distribution on the thermal plasma measurements is considered.