论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,在近现代战争中,常规火炮对具有高速高机动性能的现代飞行器射击时,不管是射击精度还是毁伤效能上都存在着明显的不足。高初速动能武器(以电磁轨道炮为例)相比于常规火炮有着高初速,高精度,高毁伤效能的特点,是未来近程防空反导武器的重要发展方向之一。但是目前电磁炮仍处于研发初期阶段,不能通过实弹射击测算其对机动目标的毁伤效能。针对上述问题,本论文在实际工程需求背景的牵引下,从理论和仿真的角度,研究了电磁炮对机动目标的未来空域窗拦阻射击模式的方法及其可行性,以期为实际工程设计提供技术参考。本论文所做的工作与成果如下:(1)基于常规火控弹道原理,结合电磁炮的主要特征,建立了电磁炮外弹道微分方程组模型,并仿真分析了不同因素对电磁炮外弹道特性的影响。(2)基于标准IMM(InteractingMultipleModel)算法原理与目标运动模型理论,针对标准IMM算法对高速高机动目标跟踪性能不足的问题,提出了基于自适应高斯模型的时变马尔科夫转移概率矩阵IMM算法。首先,采用自适应高斯模型改进了 IMM算法的模型集;其次,利用系统当前量测信息中包含的当前模式信息,实现了马尔科夫转移概率自适应设置。仿真计算验证了改进算法对于机动目标具有良好跟踪性能。(3)基于传统未来空域窗的数学描述理论,结合目标状态参数估计值以及目标空中期望毁伤区域,提出了一种自适应未来空域窗射击模型。首先,根据目标预测未来点坐标与滤波协方差矩阵,在给定置信度下确定未来空域窗中心点坐标与半径;其次,基于电磁炮高毁伤效能的特点,优化了弹丸散布中心配置准则。仿真结果表明,自适应未来空域窗射击模型不仅有效解决了传统未来空域窗散布中心设置方法存在弹丸密度过饱和的问题,而且扩展了空域窗的拦阻射击毁伤面积。(4)基于自适应未来空域窗射击流程与射击误差分析理论,建立了毁歼概率计算模型,并采用蒙特卡罗方法仿真计算武器系统对机动目标的毁歼概率。毁歼概率计算结果验证了电磁炮在自适应未来空域窗拦阻射击模式下对机动目标射击的可行性和有效性。通过上述系统的研究工作,从理论分析和仿真角度验证了电磁炮在自适应未来空域窗拦阻射击模式下对机动目标射击的可行性,对未来电磁炮的实际应用具有一定的参考意义。