基于战术数据链的新一代歼击机协同空战火控系统研究

摘要

航空火力控制系统的改进是提升飞机武器系统作战效能的一个重要手段.火控系统研究涉及的内容非常广,本文的研究工作主要是针对其中的空空战术数据链、多机多目标协同空战决策以及空空导弹火控解算三部分内容展开的.第一部分中参考国外已有的先进数据链技术,给出了空空战术数据链的终端模块组成结构;对实现系统模块功能所涉及的信号调制与解调、差错控制方式以及数据格式等关键技术进行了分析,并给出了选用方案.第二部分中首先给出了一种将目标相对于指挥机的态势信息转换为目标相对于本机的态势信息的空战态势转换方法,通过数字仿真证明了该方法的有效性;然后给出了协同空战决策系统的逻辑结构及决策方式;最后改进已有的协同空战战术决策算法,提出了一种基于单机多目标决策思想的多机多目标协同空战战术决策算法,并针对4:12的空战情况进行了仿真.第三部分推导了用于三维导引律研究的追逃问题运动学方程;结合纯比例导引与平行接近法提出了一种三维组合导引律,然后用模糊逻辑对此导引方法进行了优化,获得了一种性能更为优越的三维模糊导引律,最后使用MATLAB对导弹攻击过程进行了仿真,并计算了导弹攻击区及脱靶量.最后一部分阐述了在VC++环境中使用OpenGL实现三维动画仿真的方法,讨论了空战三维动画的建模算法,然后编制导弹攻击目标的空战三维动画仿真软件演示了导弹攻击目标的全过程.

目录

文摘

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承诺书

第一章绪论

1.1课题研究的意义和应用前景

1.1.1协同火控系统研究的意义和应用前景

1.1.2战术数据链研究的意义和应用前景

1.2课题的国内外研究现状

1.2.1协同火控系统的国内外研究现状

1.2.2战术数据链的国内外研究现状

1.3方案原理及关键技术

1.4本文的主要内容

第二章空空数据链研究

2.1战术数据链系统的组成

2.2信号收/发设备

2.3数据终端设备研究

2.3.1调制与解调

2.3.2差错控制

2.3.3帧结构

2.3.4自组织网络

2.4加密设备

2.5数据处理系统研究

第三章基于战术数据链的协同空战研究

3.1协同空战火控系统构成

3.2协同空战决策系统逻辑构成

3.3基于数据链的三维空战态势转换

3.3.1坐标系转换关系

3.3.2空战态势转换方法

3.3.3三维空战态势预测转换

3.3.4三维空战态势转换仿真

3.4基于数据链的协同空战决策

3.4.1目标优先权计算

3.4.2分组决策

3.4.3协同决策

3.4.4决策仿真

第四章空空导弹火控解算研究

4.1导弹的三维导引律研究

4.1.1导弹三维制导模型

4.1.2三维导引律研究

4.1.3三维制导的数字仿真

4.2三维攻击区计算

4.3三维脱靶量估算

第五章三维动画及可视化仿真的实现

5.1 OpengL动画引擎

5.1.1 OpenGL概述

5.1.2在VC++中使用OpenGL

5.2空战三维动画建模

5.2.1空战主体建模

5.2.2空战环境的实现

5.2.3空战特效的实现

5.3空战的三维动画仿真

第六章总结与展望

6.1本文的主要工作与贡献

6.2本文的不足与未来研究展望

参考文献

致 谢

在学期间的研究成果

附录1

附录2