一种基于弹道预测的反TBM可拦截方法在战术型号中的应用研究

摘要

随着战术弹道导弹（Tactical Ballistic Missile，TBM）技术的飞速发展，TBM已成为现代战争中的最强杀手锏。由于TBM速度快、反射面积小等特点，成功拦截具有相当大的难度。现有的防空导弹武器系统主要以反飞机为主，对目标能否进行拦截的计算方法主要以飞机运动特点进行计算分析，而TBM运动特性不同，能否进行拦截需要研究新的计算方法。
　　本文针对TBM运动特点和防空导弹武器系统拦截TBM的一般作战过程给出一种算法，该算法能够根据雷达测量的目标信息估计运动轨迹，根据防空导弹武器的杀伤区和导弹飞行速度实时计算出防空导弹武器系统能否拦截弹道导弹目标。
　　该拦截方法的主要创新点：将弹道导弹轨迹预测与防空导弹武器系统作战过程相结合，给出了一种防空导弹武器系统能否拦截TBM的计算方法。该方法利用跟踪雷达测量值信息，采用扩维卡尔曼滤波（Extended Kalman Filtering，EKF）进行了实时弹道系数估计。在现有弹道导弹方程的基础上进行模型简化，成功推导出了弹道方程的解析解，计算实时性较强，更加符合工程实践的要求；设计一套算法，对弹道导弹飞越防空导弹武器系统杀伤区的时间和能否对其进行拦截进行了估计。
　　数值试验结果表明，该方法能更加准确、快速、实时地给出防空导弹武器系统能否拦截TBM类目标。可为指挥员提供最佳射击时机和最优指挥决策，提高了武器系统的综合作战效能；采用“射击-观察-射击”武器系统作战模式提高了拦截成功的概率；利用弹道飞行轨迹预估弹目遭遇点可提高防空导弹的制导精度。

目录

声明

答辩决议书

第一章 前言

1.1 课题研究的意义

1.2 课题研究的现状

1.3 研究背景及主要研究内容

第二章 TBM运动方程建立和弹道系数估计

2.1 坐标系定义

2.2 弹道数学模型与数值仿真

2.3 扩展Kalman滤波算法

2.4 再入目标的状态和量测方程

2.5 弹道系数滤波解算

2.6 小结

第三章 基于弹道预测的拦截算法

3.1 防空导弹作战过程

3.2 TBM运动方程

3.3 弹道系数估计

3.4 目标威胁判断

3.5 防空导弹杀伤区

3.6 拦截任务算法

3.7 拦截算法

3.8 数值仿真及结论

3.9 小结

第四章 工程实践意义

4.1 为指挥员实施作战决策提供依据

4.2 提高武器系统综合作战效能

4.3 优化了武器系统作战模式

4.4 提升了防空导弹杀伤效果

4.5 小结

第五章 结束语

5.1 主要工作与创新点

5.2 后续研究工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文