多导弹协同作战制导律研究

为了增强多枚反舰导弹协同作战时的突防和打击能力,提出了一种由弹目距离协同制导律和视线角速度收敛制导律两部分组成的多导弹协同制导律。综合多枚导弹的弹目距离信息,设计了期望弹目距离。基于比例导引律建立了导弹目标相对运动非线性模型,采用时标分离原理将其分为快变子系统和慢变子系统,然后采用动态逆系统理论将2个子系统反馈线性化,基于线性系统理论设计了能够实现多弹弹目距离趋于期望弹目距离的制导律。为了保证各导弹顺利地协同攻击目标,在飞行末段,采用有限时间控制理论设计了在弹目距离逐渐缩小的过程中视线角速度在有限时间内快速收敛到零的制导律。仿真结果表明:采用该协同制导律能够使多枚导弹以期望的弹目距离同步接近目标,最后几乎同时命中目标,有效地实现了弹目距离和攻击时间的协同。     

基于测向交叉定位的空舰导弹协同攻击方法

针对双机对远距离舰艇目标进行被动测向交叉定位精度相对较低的问题,提出多枚空舰导弹对目标散布区进行协同搜索并攻击的策略,分析得出测向交会角、弹目距离、测向误差、目标散布椭圆参数和弹目运动参数之间的关系和实施有效攻击的限制条件,最后通过算例验证了所提方法的可行性,为载机携载空舰导弹对舰艇目标实施协同攻击提供了一种新的思路。     

一种适用于多弹联合攻击机动目标的协同制导策略

针对多枚采用被动导引头的导弹联合攻击机动目标的问题,基于多站无源定位技术与增强比例导引(APN)规律设计了一种具有领弹-从弹拓扑结构的协同制导策略。该制导策略根据被动测角信息建立多弹联合的目标跟踪模型,应用扩展卡尔曼滤波方法对目标的运动信息进行估计。在中制导阶段采用多智能体一致性控制理论设计了制导规律,沿垂直于领弹视线方向分布各从弹,满足三角定位中的测量基线要求。在末制导阶段设计了一种切换制导规律,使导弹工作在一致性制导模式与APN制导模式之间,充分利用目标机动信息进行攻击的同时尽量保持测量基线。仿真算例验证了所提出的制导规律能够利用多弹的测角信息准确估计目标运动,并利用该估计信息实现对机动目标的协同攻击。     

INS/GNSS/CNS组合导航系统仿真研究

研究了INS／GNSS／CNS组合导航系统的原理和特点。分析并建立了组合导航系统的误差模型，采用了平台失准角、INS与GNSS的位置之差和速度之差作为观测量进行仿真计算。仿真结果表明：采用天文导航系统对弹道导弹的INS／GNSS组合导航系统进行辅助将大幅度提高导弹的导航精度，具有重要的实际意义。     

弹间协同饱和攻击误差源灵敏度分析

针对外界扰动、初始偏差、测量偏差等多源误差作用下的弹间协同饱和攻击任务,开展多弹协同饱和攻击过程对目标察打的实施方法及多源误差灵敏度影响分析研究。借助时间可调视线参考剖面重塑法的饱和攻击策略,给出弹间数据链协同方位共享机制下保障弹目距离信息协同估计特性的参数调节范围。开展初始位置偏差、风干扰、测量偏差等复杂工况下机动目标饱和攻击蒙特卡洛打靶仿真验证,提供了多类型误差源对饱和攻击指标的灵敏度影响因子求解方法,基于误差范围量化分析,给出了设定场景下影响饱和攻击指标的误差源灵敏度变化及主要影响因素。结果表明,初始偏差灵敏度影响因子较高,弹道倾角、风干扰、视线偏差等正向误差交耦作用下,会导致较大系统偏差。     

考虑自动驾驶仪特性的自适应模糊动态面滑模制导律设计

针对导弹拦截高机动性目标的问题,基于自适应模糊逼近策略和动态面滑模控制思想,提出了一种新型的拦截制导律。建立了考虑自动驾驶仪动态延迟特性的弹目相对运动方程,以零化视线角速率为出发点,设计了基于自适应趋近率的动态面滑模制导律,同时设计了综合视线角速率以及弹目距离的自适应模糊方法,对变结构项进行逼近。仿真结果表明,针对高机动性目标,该制导方法能够有效地去除抖振,并且具有良好的制导精度。针对导弹拦截高机动性目标的问题,基于自适应模糊逼近策略和动态面滑模控制思想,提出了一种新型的拦截制导律。建立了考虑自动驾驶仪动态延迟特性的弹目相对运动方程,以零化视线角速率为出发点,设计了基于自适应趋近率的动态面滑模制导律,同时设计了综合视线角速率以及弹目距离的自适应模糊方法,对变结构项进行逼近。仿真结果表明,针对高机动性目标,该制导方法能够有效地去除抖振,并且具有良好的制导精度。     

带有进气道的导弹法向气动力工程估算

针对带有进气道导弹的气动力估算方法不能满足概念设计阶段对气动力计算的要求问题,建立一种适用于带有进气道导弹的法向力估算方法和程序。以细长体理论和部件组合法为基础,引入进气道与弹身间的气动干扰因子修正系数和弹身-进气道组合体与弹翼（尾翼）间的气动干扰因子修正系数,以实例对带有进气道的导弹法向力系数进行估算,并与计算流体动力学（CFD）计算结果进行比较。估算结果与CFD计算结果符合较好,最大误差小于5%,可用于导弹的概念设计和初步设计阶段。     

弹载相控阵雷达视线重构研究

针对弹载相控阵惯性视线重构问题,提出了基于相对运动状态估计的视线角/角速率重构方法,与传统方法相比,文中提出的方法在稳定坐标系下建立导弹-目标运动状态动力学模型和雷达导引头观测模型,无需对导引头测量的角信息使用微分网络,避免了测量噪声的放大。在分析系统可观测性的基础上,采用UKF滤波算法进行状态估计,根据估计值重构视线角速率。仿真结果表明,该方法对机动目标的重构角误差<0.5°,角速率误差<3°/s。     

具有角度约束的多导弹协同制导研究

基于二维平面内弹-目相对运动方程,研究了具有角度约束的多导弹协同攻击问题。利用变结构控制原理,分别设计了满足攻击时间和满足终端视线角的导引律。同时提出一种切换思想,使得导弹在飞行过程中根据不同情况在两种导引律间合理切换,同时兼顾飞行时间和攻击角度。将导弹的剩余飞行时间估计作为弹间交互的信息,从而决策出共同的攻击时间协同打击目标。仿真结果证明该方法的有效性。     

一种控制多弹协同攻击时间和攻击角度的方法

为了提高导弹的突防及精确打击能力,提出一种对协同作战的导弹进行攻击角度和攻击时间控制的方法.选取一枚导弹作为领弹,以目标为球心,以领弹距目标的距离为半径构造虚拟球体,根据从弹的理想攻击角在虚拟球体上确定从弹所对应的虚拟点.建立从弹与虚拟点的相对运动模型,然后基于最优控制理论设计了状态调节器,控制从弹逼近且跟踪虚拟点,最后实现几枚导弹攻击时间和攻击角度的协同.为了降低对从弹需用过载的要求,对虚拟点的轨迹进行了改进设计.仿真结果表明,所提出的控制方法及对虚拟点轨迹的改进设计是有效的.     

巡航导弹的基本制导体制

巡航导弹已成为现代战争中一种重要的精确攻击武器。文中介绍巡航导弹的基本制导体制:地形辅助导航、GPS卫星导航、惯性导航、复合制导和红外成像末制导。指出了改进制导方式、提高制导精度和采用智能制导技术等巡航导弹的发展趋势。     

基于Simulink的巡航导弹INS/CPS组合导航仿真

通过设计巡航导弹特殊航迹及组合导航滤波器,研究巡航导弹INS/CPS组合导航的实用性.其滤波器状态由惯导状态和CPS状态结合组成,滤波器则负责对惯导误差的估计.CPS位置误差由独立的仿真模块给出,系统状态向量只选取INS常用误差即状态向量,包括姿态角误差,经、纬度误差,东、北向速度误差,陀螺仪误差和东、北向加速度计误差.     

基于无迹卡尔曼滤波的巡航导弹地磁自主导航方法

针对当前巡航导弹导航技术的不足,提出一种利用地磁场信息实现导航的方法。采用国际地磁参考场作为地磁场模型,以地磁场矢量和飞行高度值作为观测值,结合导弹的运动模型和地磁场模型,设计了无迹卡尔曼滤波算法。应用可观测矩阵和奇异值分解方法对导航系统的可观测性和可观测度做了详细分析。利用设计的导航滤波器对巡航导弹的位置和速度估计做了数学仿真。仿真结果表明了采用高阶地磁场模型比低阶地磁场模型具有更好的导航精度;同时观测噪声强度越小,则导航精度越高。该方法具有较好的滤波收敛性、稳定性和适中的导航精度,可用于巡航导弹初、中制导段的自主导航。     

基于INS/GPS的智能导弹协同作战相对导航系统研究

提出了一种基于惯性导航系统和GPS导航系统的相对导航系统,这一系统是智能导弹协同作战的关键技术之一,相对导航系统通过智能导弹之间的数据链共享导航信息,采用卡尔曼滤波融合相对惯导信息和相对GPS信息,从而实现相对导航.给出了两种相对导航系统模型,并通过仿真研究校验了相对导航方法的有效性.     

基于滑模变结构的导弹制导律设计

为了实现导弹的精确打击,增强导弹的机动性,提出基于滑模变结构的导弹制导律。在设计趋近律时考虑到弹目距离的变化,使得系统状态轨迹快速且收敛到滑模面,并通过饱和函数替代符号函数抑制状态轨迹在达到滑模面时的抖动。仿真结果表明,滑模变结构方法相比于经典的比例导引方法,更能发挥导弹机动性并改善弹道,使导弹运动更加平滑。     

基于联邦Kalman滤波的INS/SAR/TRN组合导航系统

在分析惯性导航系统(INS)、合成孔径雷达(SAR)和地形匹配导航系统(TRN)各自特点的基础上,提出了INS/SAR/TRN组合导航系统的组合滤波方案,并建立了相应的组合导航系统数学模型。仿真结果表明,组合导航系统能大幅度提高导弹的导航精度,具有重要的实际意义。     

弹道导弹INS/GNSS/CNS组合导航系统研究

提出了弹道导弹惯性/卫星/天文组合导航系统的方案与组合结构,分析并建立了组合导航系统的误差模型,采用了联邦滤波器进行组合导航系统导航状态的最优估计,并进行了组合导航系统的仿真计算.仿真结果表明采用卫星导航定位系统和天文导航系统对弹道的惯性导航系统进行辅助将大幅度提高弹道导弹的导航精度,具有重要的实际意义.     

带末端落角约束的变结构导引律

使被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下，以较小的俯冲过载和最佳攻击姿态精确命中目标。采用带落角约束的变结构导引律，对弹目距离及距离变化率进行估计，克服被动寻的导弹不能测距的约束，同时使切换开关增益随时间自适应变化以减小俯冲过载，利用某型在研被动寻的导弹的气动参数，对此变结构导引律进行了数学仿真，仿真结果表明，在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内，该导引律能以期望落角命中静止与机动的坦克目标，对弹目距离变化率及距离的较大估计误差具有较强的鲁棒性。     

空空导弹对战斧式巡航导弹的杀伤概率研究

目前,巡航导弹是威慑、打击对方要害目标的重要精确制导武器之一。空空导弹因其使用灵活、制导精度高成为反巡航导弹的重要武器。本文以通用空空导弹制导模型为基础,建立了制导与杀伤概率一体化仿其系统,给出了典型发射条件下空空导弹对巡航导弹的单发可靠杀伤概率。