面向区域的GEO红外预警卫星部署研究

面向区域的地球同步轨道(GEO)红外预警卫星能为特定区域反导作战提供及时可靠的预警信息,想定了预警区域的经纬度范围,提出以空域覆盖性能和定位精度为性能准则部署GEO预警卫星。首先基于GEO卫星对地覆盖模型建立了卫星空域覆盖性能模型;然后分析GEO卫星与特定预警区域的空间几何关系,以几何精度衰减因子(GDOP)为定位精度衡量指标,建立了GEO星座对预警区域的定位精度模型;最后通过仿真综合分析了不同卫星部署方式对空域覆盖性能和定位精度的影响,给出了面向区域的GEO红外预警卫星部署的指导性结论。     

红外预警卫星弹道导弹主动段探测能力

为研究反导作战背景下红外预警卫星对弹道导弹主动段弹道的探测能力,在作战需求驱动下,构建了预警卫星探测能力战术、技术和性能指标的关联结构,以技术指标为桥梁,通过建立视场、扫描周期、检测概率、虚警概率、信噪比及最大作用距离等计算模型,系统分析了战术、技术和性能指标之间的关联及其对探测能力的影响。结合典型的目标和背景辐射特性以及大气透过率,仿真分析了星载探测器性能指标的不同组合对预警卫星最大作用距离和预警时间的影响程度和规律。该研究可为评估预警卫星反导作战效能和优化设计星载红外探测系统提供有意义的参考。     

预警信息网对反导作战影响的分析与建模研究

以当前国外反导预警及反导作战系统为典型分析对象,抽取出基本型、增强型和复杂型等3种网络拓扑结构模型,提出了预警情报信息熵、网络复杂度、预警信息网络时延、时间裕度等4个指标,建立了相应的数学模型。通过对具体案例进行分析,结果表明,在以网络为中心的反导作战中,节点获取的情报信息熵以及预警网络的复杂程度对作战效能有较大影响。     

地球同步轨道红外预警卫星仿真模型研究

天基红外预警卫星通过红外传感器探测弹道导弹主动段飞行时散发的红外尾焰,能在早期发现和跟踪弹道导弹目标。其中地球同步轨道卫星由于轨道高度高,因而具有更广的探测范围,是目前广泛使用的一种红外预警卫星,也是反导系统仿真中的重要研究对象。文中主要描述了一种地球同步轨道卫星探测功能的仿真建模方法,重点论述了地球同步轨道卫星目标发现条件并推导了探测范围计算公式,对于红外预警卫星的仿真及规划等问题的研究具有一定意义。     

基于STK的预警卫星部署与性能分析

预警卫星对导弹的早期预警是反导防御系统有效作战的关键环节,而红外预警卫星就是实现弹道导弹早期预警的有效手段。利用卫星工具包（STK）仿真工具,研究红外预警卫星部署的方法,并通过STK仿真出来的数据分析其探测能力。该方法可得到针对特定热点地域反导预警卫星的合理部署方案。     

多站无源跟踪边缘化卡尔曼滤波算法

多站无源跟踪量测方程非线性强,对跟踪算法的稳定性及精度提出了更高的要求。为实现稳定高精度跟踪,提出了新的基于边缘化卡尔曼滤波（MKF）的多机无源跟踪算法。该算法将非线性的量测方程表示为p阶Hermite多项式的加权和,将加权矩阵的先验分布建模为高斯过程,求得其后验分布后对其进行积分来消除加权矩阵的影响,最终可得对状态及其协方差矩阵估计的闭式解。以只测角跟踪为例对所提算法性能进行验证,仿真结果表明,相对于扩展卡尔曼滤波（EKF）算法、不敏卡尔曼滤波（UKF）算法及容积卡尔曼滤波（CKF）算法,所提算法具有更好的跟踪性能。      

基于空天信息支援的反TBM作战预警探测分析

有效的预警是反导作战能取得成功的重要且关键条件。为了说明空天信息在反导作战中的作用,文章首先分析了在没有空天信息支援条件下的反TBM作战地基雷达的探测距离和探测概率;接着对天基、空基及地面雷达预警探测问题进行了具体分析和建模;并从获取目标信息集合势的角度验证了信息支援对反TBM预警的作用。     

单脉冲和差波束测角的精度研究

精密跟踪雷达中单脉冲测角是一种重要的技术体制,测角精度的好坏将关系到雷达对作战目标的跟踪性能。对于影响系统测角误差的诸多因素展开了较为全面的分析与研究,给出了各种噪声影响的测角误差数学模型。并在此基础上对测角精度有影响的接收机热噪声、目标振幅起伏噪声、目标角噪声、伺服系统噪声和多径传播噪声等因素进行了梳理、仿真,通过仿真结果给出了相互影响关系,文章的结论对于该类系统的设计与使用有一定的指导和帮助作用。     

基于改进ADC模型的天波雷达作战效能评估

天波雷达能够在防空、反导、对海监视等多个领域发挥重要作用,已成为各大国战略预警体系中的重要装备。为全面准确评估天波超视距雷达的作战效能,结合天波雷达作战使用特点,系统分析了电离层状况和电磁环境对天波雷达的影响,建立了天波雷达作战效能评估指标体系,提出了一种改进的ADC模型。采取定量和定性相结合的评估方法,根据有效探测威力、探测精度、发现概率等指标数据,客观评定了雷达作战效能,为作战运用和装备论证提供了科学决策依据。     

激光对DSP卫星探测器干扰效能研究

为降低导弹预警卫星对弹道导弹预警定位能力,从分析导弹预警卫星红外探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,综合了激光器输出功率、激光束质量、跟踪瞄准精度和大气等因素的影响,定量地评估了激光武器对红外探测系统的饱和干扰能力,最终分别给出了一定条件下地、空、天基激光武器对DSP预警星载探测器饱和干扰能力.     

美国导弹防御系统全域红外探测装备的发展、体系分析和能力预测

红外探测与跟踪系统在美国目前部署的弹道导弹防御体系中(尤其是在弹道导弹发射早期预警和动能拦截弹高精度制导等方面)起着关键作用。为了进一步改进和完善其弹道导弹防御体系,近年来美国正在进一步发展新一代弹道导弹防御红外系统及技术,包括天基高轨道红外预警系统、空间监视与跟踪系统、机载红外探测系统以及动能拦截弹红外成像导引头,以构建涵盖天基高轨早期预警、天基低轨全弹道跟踪、机载助推段及上升段跟踪和弹载跟踪导引的全域红外探测武器装备体系。概述了近年来美国弹道导弹防御系统中红外系统及技术的新进展,分析了其全域红外探测武器装备的体系构成,预测了美国未来弹道导弹防御系统红外探测装备的能力水平。     

基于Bayes弹道导弹主动段融合跟踪算法

弹道导弹主动段拦截中对导弹跟踪精度要求很高,如何将多种主动段探测装备得到的数据进行融合得到更加精确的数据是当前亟待解决的难题。针对此问题,文中研究了导弹预警卫星与雷达融合跟踪,提出了一种基于Bayes理论的弹道导弹主动段融合跟踪算法。该算法分别建立了导弹预警卫星和雷达对主动段探测模型和跟踪模型,应用POFACETS软件仿真了一种类型弹道导弹,并将其获得的导弹RCS数据应用到算法中,提高了算法的准确性。仿真实验表明,该融合跟踪算法可以获得比多个传感器算术平均值更精确的结果,具有较高的可靠性。     

美国弹道导弹防御系统的红外系统与技术的发展

红外传感器是弹道导弹防御系统可靠监视、探测、识别、瞄准与拦截目标的关键。过去二十几年中,美国的弹道导弹防御系统逐渐从构想成为现实,其中一个重要原因就是由于红外焦平面阵列技术的迅速发展,用于弹道导弹防御的红外传感器取得了突破性的进展。目前用于弹道导弹防御系统的红外传感器和动能拦截器红外导引头已从过去的基于红外探测器线列或较小规模的红外焦平面阵列(64×64)的系统发展到基于较大规模的凝视红外焦平面阵列的系统,红外传感器与拦截器红外导引头的性能有了很大的提高。但由于弹道导弹防御本身的复杂性,目前的导弹防御系统仅是初步的,为此,美国还在继续发展完善其弹道导弹防御系统,包括进一步发展更先进的红外焦平面阵列,改进红外探测跟踪系统与动能拦截弹红外导引头。综述了美国弹道导弹防御系统中红外系统与技术的发展现状与趋势。     

一种基于UKF的弹道导弹跟踪算法

文章提出了一种基于UKF的弹道导弹跟踪算法—Singer-UKF算法。传统的弹道导弹跟踪算法,利用扩展卡尔曼滤波器进行非线性滤波,取Taylor展开的前两项,可能引入较大的线性化误差,导致跟踪精度不高。文章在分析弹道目标动力学特性的基础上对目标的运动模型采用基于J2校正的Singer模型来描述,并针对非线性的目标量测模型应用不敏卡尔曼滤波算法。将该算法与扩展卡尔曼滤波算法进行蒙特卡罗仿真比较,仿真结果表明该算法的跟踪效果更好。     

机载红外预警系统反导预警能力建模与仿真分析

红外探测是弹道导弹预警的主要手段之一.分析了弹道导弹及其背景的红外辐射特性;在综合考虑地球曲率、高度、气象条件、大气特性等条件的基础上,建立了红外传输的空间大气透过率计算模型;给出了机载红外预警系统的探测距离模型及其求解方法;通过仿真分析了不同飞行高度的机载红外预警系统对不同射程弹道导弹的助推段、末助推段、中段、末段以及短程弹道导弹的预警能力.仿真结果验证了大气透过率计算模型的有效性,论证了机载红外预警系统执行弹道导弹预警任务的可行性.研究结果表明:处于特定高度的机载红外预警系统具有很强的战术弹道导弹预警能力.     

预警卫星对弹道导弹航迹捕获算法

对弹道导弹目标捕获方法是空间预警系统的关键技术。该文通过对导弹推力加速度的分析,提出了目标在像平面的非线性运动模型。通过概率数据关联(PDA)求得等效的似然函数,利用Lagrange乘数法求得最佳的加权概率,使得对数似然比函数最大。结合量测的灰度信息,改善了其在低SNR情况下的检测性能。Monte-Carlo仿真验证了该方法的目标航迹检测性能和目标状态估计精度,仿真结果表明该方法在两方面都优于原有方法,适用于低SNR情况下预警卫星对弹道导弹目标捕获。     

红外制导弹药协同定位跟踪方法研究

针对红外制导导弹无法直接测量弹目距离、视线角速度及目标加速度等制导信息,且单枚导弹的可观测量少,目标定位误差大的问题,考虑红外导引头的测量特性,利用多枚导弹与目标的几何关系对目标进行协同定位。建立多枚导弹对目标的协同跟踪模型,通过计算导弹间相对运动关系估算弹目距离,并将其作为伪量测量,结合导引头测角信息构建新的量测方程,利用卡尔曼滤波估计出弹目距离和视线角速度等制导信息。针对机动目标,研究了一种基于交互式多模型滤波方法,利用多个目标机动模型加权融合的方法来估计真实目标机动模型。数学仿真表明该方法有效提高了对固定/机动目标的估计精度。     

导弹防御预警系统仿真分析

导弹防御预警系统的主要作用就是及时发现来袭导弹,为弹道导弹防御系统实现识别、跟踪与拦截导弹提供必要的信息.通过分析研究,初步分析了预警卫星和远程预警雷达的探测性能,及两者在导弹预警过程中的接力关系.分别建立了预警卫星和远程预警雷达对弹道导弹探测的数学模型,针对短程和洲际弹道导弹进行仿真分析,计算出了预警卫星和预警雷达对不同射程导弹所能提供的预警时间.     

基于红外特性的弹道导弹助推段预警探测能力仿真

针对弹道导弹助推段的主要红外辐射特征,分析了尾焰羽流的结构、形状、大小和持续时间,以及大气对红外探测的影响;根据预警卫星探测器最大作用距离模型及信噪比（SNR）,结合给定参数对预警卫星探测器技、战术指标进行了仿真,给出了提高弹道导弹探测能力的方法。