空基拦截弹反临近空间高超目标射击问题研究
临近空间高超声速滑跃式机动目标跟踪的IMM算法
L I J u n - j i e 一 , WA N G G u o — h o n g , Z HA N G X i a n g — y u , WU We i
( 1 . I n s t i t u t e o f I n f o r m a t i o n F u s i o n , N a v a l A e r o n a u t i c a l a n d A s t r o n a u t i c a l U n i v e r s i t y , Y a n t a i 2 6 4 0 0 1 , C h i n a ; 2 . N o . 9 2 6 3 5 U n i t o f P L A , Q i n g d a o 2 6 6 0 4 1 , C h i n a )
临近空间高超声速目标雷达探测技术现状与趋势分析
临近空间高超声速目标雷达探测技术现状与趋势分析作者:张建立王明娟来源:《电子科学技术》2016年第06期摘要:针对当前高超声速目标在雷达探测时存在的一些问题,本文首先从临近空间高超声速目标的基本特征进行简单阐述,其次从信号处理、信号波形和高超声速目标探测体制三方面,对临近空间高超声速目标的特点及目标探测需求进行了分析,进而探测了临近空间高超声速目标探测技术的发展趋势。
关键词:临近空间;高超声速;雷达测试技术中图分类号:TN951 文献标识码:A 文章编号: 2095-8595(2016) 06-706-04电子科学技术 URL: http// DOI: 10.16453/j.issn.2095-8595.2016.06.009引言目前,临近空间高超声速目标雷达探测技术不断发展,也越来越受到人们的关注。
对临近空间防御系统的研究有重要指导意义。
临近空间高超声速目标的移动速度极其迅速,临近空间高超声速目标主要是考虑关于雷达探测高速目标,高速目标的移动会引起雷达信号频谱变化,频谱变化后雷达所传达的信息与滤波速度不匹配,导致雷达探测的目标过程出现阻碍,从而影响雷达对高速目标的探测。
1 临近空间高超声速目标的特点及目标探测需求1.1 临近空间高超声速目标的特点临近空间高超声速目标的特点主要有三方面特点,第一,临近空间信息的飞行速度极快,不同的环境中压力和高度的差异,决定临近空间的飞行速度也不相同。
第二,临近空间高超声速运动的高度较高。
第三,运动的机械能力较强,突防能力较强,飞行的轨道条件艰难,探测难度较大。
1.2 临近空间高超声速目标的探测需求临近空间高超声速目标探测的速度较快,探测速度的范围广泛,信息处理还比较迅速,探测的距离较高,追踪的能力较强,雷达信息探测频率与探测信息的传播性质相符[1]。
首先是对探测距离的分析如图1所示。
从图1中可以看出,此雷达探测的范围是有限的,为了使雷达准确探测临近空间高超声速目标,雷达探测临近空间高超声速目标时受地球表面的弯曲和大气折射等因素的影响,如雷达对临近空间高超声速目标探测距离时,雷达探测距离与天线架设高度成正相关,进而影响雷达的探测距离。
临近空间拦截弹H∞末制导律设计研究
临近空间拦截弹H∞末制导律设计研究作者:凡国龙梁晓庚来源:《航空兵器》2014年第04期摘要:为了对以X-51A为代表的临近空间高超声速飞行器实施有效拦截,提出一种新的具有强鲁棒性的非线性H∞制导律。
首先,将目标机动作为系统扰动,建立拦截弹—目标相对运动学数学模型;根据几何方法拦截策略分析,提出以离心加速度的均方根为扰动输出;引入Hamilton函数并基于最优控制理论,得到非线性H∞制导律。
该方法利用Lyapunov稳定性理论严格证明了制导系统的全局渐近稳定性,且无需求解Hamilton-Jacobi-Issacs(HJI)偏微分方程。
仿真结果表明,该制导律不仅具有很强的鲁棒性也能获得良好的制导精度。
关键词:临近空间拦截弹;H∞制导律;Lyapunov方法中图分类号:TJ765 文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2014)04-0008-040 引言以X-51A为代表的临近空间飞行器具有“飞行速度快”、“巡航高度高”、“突防能力强”等特点,成为空天攻防对抗中的潜在威胁。
为了对其精确打击,高性能的导弹精确制导控制技术更显重要[1]。
导引规律可分为古典制导律、现代制导律和非线性制导律[2]。
古典比例导引是目前使用最为广泛也是至今唯一能在工程中应用的制导律,但如果目标机动飞行或具有观测噪声的情况下,其性能会大大下降[3];以最优控制理论为基础的现代制导律是把制导看作带有终端约束的控制器设计[2],当剩余飞行时间等信息估计误差较大时,制导精度急剧下降[4];微分策略制导律是基于逃逸者最坏策略而获得的最优截击制导律[5];变结构制导律不仅对外界干扰和参数摄动具有较强的鲁棒性,具有快速响应、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点[6],但在实际控制过程中,开关在时间和空间上的滞后会导致控制的不连续性,产生抖振现象,进而影响控制系统的稳定性[7];H∞控制的实质是干扰抑制,即在系统内部稳定的前提下,尽可能抑制干扰对测量输出的影响[8-9]。
临近空间高超声速目标跟踪技术研究
Ne a r S pa c e Hy p e r s o n i c Ta r g e t Tr a c ki ng Te c hno l o g y Re s e a r c h
L I Z h i - f e i , W ANG J i e - g u i
a mo n g i n t r o d u c e d a l g o r i t h m, t h e e x c e n t e d K a l ma n i f l t e r a n d u n s c e n t e d Ka l ma n i f l t e r . S i mu l a t i o n r e s u l t s
s h o w t he r e a l t i me pe fo r r ma n c e a n d e f f e c t i v e ne s s o f pr e s e n t e d a l g o r i t h m.
Ke y wo r d s : n e a r - s p a c e t a r g e t , t i me d i f f e r e n c e p o s i t i o n i n g , n o n l i n e a r i f l t e r i n g
Ka l ma n f i l t e r i s i n t r o d u c e d t o t r a c k t h e n e a r- s p a c e h y p e r s o n i c t a r g e t s . At f i r s t , t h e mo v i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f n e a r - s a p c e h y p e r s o n i c t a r g e t s a r e a n a l y z e d, a n d t h e mo t i o n mo d e l s o f t h e n e a r - s a p e e
临近空间高超声速武器防御及关键技术研究
武器 的攻和 防是 对 立 的 概念 , 有 同等 重 要 具 的作 用 。现 有 的导 弹 防御 系统 , 美 国 的导 弹 防 如 御 系统( si ee s y tm, mis ed fn es se MD) 专 门针对 l 是 弹道导 弹而设计 的 , 预 警 和制 导 系统 都 是 根据 其
21 0 学 报
J u n l fteAcd myo up n mma d & Teh oo y o r a o h a e fEq ime tCo n c n lg
J n 2 1 ue 00
Vo1 1 N o 3 .2 .
a d is ke e h l gy a e dic s d n t y t c no o r s us e .
Ke o d y w r s:ne r s a e d f ns ys e ;hi h s e e i l a —p c ; ee es tm g — pe d v h c e
分 , 了应对临近 空 间高超声速 目标 的威 胁 , 为 必须 发 展和 建 立新 型 的武 器 防御 系统 。
分析 了临近 空 间防御 系统 的 目标 特性 , 究 了临近 空 间超 高速 飞行器 的防御难 点 , 研 提
出 了临近 空 间防御 武器设 想 以及 实现途 径 和 关键 技术 , 发展 临近 空 间超高 速 武器 对
弹 道 预 测 而 工 作 的 , 于 高 速 的 临 近 空 间 目标 , 对 虽
ln es se THAAD) 拦 截 高 度 下 限 为 4 e s ytm, 的 O
k m。这些 因素使 得 现有 的 防御 体 系 面 临 着 严 峻
的挑 战 , 了应 对 临近空 间超高速 目标 的威胁 , 为 必
临近空间高超声速飞行器制导与控制技术研究综述_王文博
。
( 5 ) 大包线飞行的分段控制问题 高超声速飞行器飞行区域将覆盖整个地球大气 层,跨越连续流区、过渡流区和稀薄流区,飞行速 度遍历亚声速、跨声速和高超声速。 由于飞行环境 和速度大范围变化,飞行器高、低空的气动力特性 的巨大差异,导致飞行器的动力学特征和模型参数 在飞行中变化剧烈。相应的控制模式分别采用反作 用力控制、气动力 / 反作用力复合控制以及发动机 与气动力耦合控制。复杂的控制模式加剧了整个包 线内模型的非线性差异,给姿态控制器的设计增加 了难度,很难基于局部模型来设计全包线的姿态控 制器。因此需要进行分段建模并加以控制,同时实 现段间的平滑过渡。只有适应这种大变化工作范围 和各种复杂控制模式,具有任务自适应性的控制系 统才能满足工程应用要求。
飞行器控制系统在执行控制指令时需要一定的 响应时间,通常在亚声速的飞行条件下,飞行器对 控制系统实时性要求不高,一般不需要考虑执行控 制指令的时延问题。而在高超声速条件下,系统的 响应时间则不可忽略,这对高超声速飞行器的控制 系统的实时性提出很高要求。在控制算法设计时需 要减少控制参数,简化控制算法,提高运行速度以 改善控制系统的实时性
中 ,预先装订标准再入轨道参数的方法 。 飞行器 在实际的再入过程中 ,由于受初始条件误差 、大 气环境变化 、气动系数变化等因素的影响 ,实际 飞行轨迹偏离了标称轨迹 ,这时制导系统通过将 实际轨迹与标称轨迹比较 ,产生误差信号 ,并根 据误差信号计算出所需要的姿态角信息 ,然后由 姿控系统 调 姿 从 而 实 现 实 际 飞 行 轨 迹 跟 踪 标 称 轨迹 。 在标称轨迹 制 导 法 中 共 包 括 两 部 分 内 容 : 轨迹规 划 和 轨 迹 跟 踪 。 轨 迹 规 划 可 以 是 在 飞 行 器执行任务前规划好的 ,也可以是在飞行器飞行 过程中在线规划的 ,轨迹规划的方法有很多 ,但 基本上 属 于 基 于 多 约 束 的 优 化 方 法 。 轨 迹 跟 踪 用于实现 高 超 声 速 飞 行 器 实 时 跟 踪 规 划 好 的 轨 迹进行飞行 ,目前在试验或者设计中的飞行器的 轨迹跟踪方法多是基于优化方法进行的 ,包括反 馈线性化 、滑模控制 、LQR 等多种方法 。 ( 2 ) 预测校正法 校正制 导 法 是 以 消 除 实 际 轨 道 的 预 报 预测 落点和预 定 落 点 位 置 之 间 的 偏 差 为 目 的 的 制 导 方法 。 与标称轨迹法不同 ,它着眼于每时每刻实 际再入轨道对应的落点和理论落点的误差 ,并根 据这一误差值 ,以满足最大过载和最大热流的约 束限制 而 产 生 控 制 指 令 ,对 航 天 器 实 现 轨 道 控 制 。 预测制 导 法 可 以 达 到 比 标 称 轨 迹 制 导 法 更 高的落点精度 ,并且对再入初始条件不敏感 ; 其 主要的 制 约 条 件 是 需 要 在 轨 实 时 计 算 。 随 着 高 性能计算 机 的 出 现 ,预 测 校正制导方法越来越 有可能 得 到 实 际 的 应 用 。 预 报 落 点 位 置 和 制 导 方法的选择是 实 时 预 测 校正制导法需要解决的 两大问题 。 其中就预报落点位置而言 ,可以采用 快速数值积分法和闭环解析法两种方法 。 ( 3 ) 其它制导方法 随着现代优化算法的研究进展,除标称轨迹法 和预测校正法两种主要制导方法外,多种方法也
地基雷达探测临近空间高超声速目标优化部署方法-国防科技大学学报
d o i : 1 0 . 1 1 8 8 7 / j . c n . 2 0 1 5 0 2 0 2 3
h t t p : / / j o u r n a l . n u d t . e d u . c n
地基雷达探测临近空间高超声速目标优化部署方法
肖㊀松, 谭贤四, 王㊀红, 汪㊀毅
( 空军预警学院, 湖北 武汉㊀4 3 0 0 1 9 ) 摘㊀要: 为提高地基雷达对临近空间高超声速目标的探测能力, 探讨了一种实用高效的地基雷达优化部 署方法, 对地基雷达探测临近空间高超声速目标的难点和数学模型进行了分析, 提出了地基雷达探测临近空 间高超声速目标的部署原则和量化指标, 建立了地基雷达优化部署模型, 并进行了信息素引导性控制的蚁群 算法设计。仿真结果表明, 该方法可实现多种程式地基雷达的优化部署, 提高了地基雷达优化部署效率和可 操作性, 为地基雷达探测临近空间高超声速目标的优化部署提供了一种新思路。 关键词: 优化部署; 地基雷达; 临近空间; 高超声速; 蚁群算法; 探测 中图分类号: T N 9 5 ㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀ 文章编号: 1 0 0 1- 2 4 8 6 ( 2 0 1 5 ) 0 2- 1 2 1- 0 7
X I A OS o n g ,T A NX i a n s i ,W A N GH o n g ,W A N GY i
( A i r F o r c eE a r l y Wa r n i n gA c a d e m y ,Wu h a n 4 3 0 0 1 9 ,C h i n a ) A b s t r a c t : I no r d e r t oi m p r o v ed e t e c t i o na b i l i t yo f g r o u n d b a s e dr a d a r t on e a r s p a c eh y p e r s o n i ct a r g e t a n de x p l o r eap r a c t i c a l a n de f f i c i e n t d e p l o y m e n t o p t i m i z a t i o nm e t h o d ,t h ed i f f i c u l t i e sa n dm a t h e m a t i c a l m o d e l so f t h eg r o u n d b a s e dr a d a r t od e t e c t n e a r s p a c eh y p e r s o n i ct a r g e t w e r e a n a l y z e da n dt h ed e p l o y m e n t p r i n c i p l e a n dq u a n t i t a t i v e i n d i c a t o r s o f i t w e r e p u t f o r w a r d .D e p l o y m e n t o p t i m i z a t i o nm o d e l o f g r o u n d b a s e dr a d a r w a s e s t a b l i s h e da n dt h ea n t c o l o n ya l g o r i t h mc o n t r o l l e db yi n t r o d u c t o r yp h e r o m o n ew a sd e s i g n e d .T h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t t h i sm e t h o dc a n ,i m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n do p e r a b i l i t yo f t h eg r o u n d b a s e dr a d a r a c h i e v eav a r i e t yo f p r o g r a m so f g r o u n d b a s e dr a d a rd e p l o y m e n t o p t i m i z a t i o n d e p l o y m e n t o p t i m i z a t i o n ,a n dp r o v i d ean e ww a yo f t h i n k i n gf o r g r o u n d b a s e dr a d a r t o d e t e c t n e a r s p a c e h y p e r s o n i c t a r g e t . K e yw o r d s :d e p l o y m e n t o p t i m i z a t i o n ;g r o u n d b a s e dr a d a r ;n e a r s p a c e ;h y p e r s o n i c ;a n t c o l o n y a l g o r i t h m ;d e t e c t i o n
临近空间预警平台防空反导作战运用问题初探
临近 空 间预警 平台 具有 以下特 点 :
一
是 预警 效能 显著 。现有 的 预警装 备存 在一定 缺
陷: 预警 卫星 部署 时 间长 , 准 备 、 射 到 入 轨需 数 月 从 发
时间 ; 载荷有 限 , 备 维 护 与 回收 利 用 难 ; 警效 果 受 设 预 气 象 和宇 宙 电磁 干 扰 影 响 大 。预 警 机 作 为 空 中指 挥
中的 运 用 方 法 。
关 键 词 : 防 空反 导 ; 近 空 间预 警 平 台 ; 战 运 用 临 作
中 图分 类号 : Vl ; 9 5 l TN 7
文 献标识 码 : A
Be te a plc to fne r s a e e ry wa ni a f r tl p i a i n o a p c a l — r ng pl t o m o i e e s n nt_ is l a l 。 r i n a r d f n e a d a im s ie e r y。 。 wa n ng
1 4
航 天 电子 对抗
第2 8卷 第 3期
临近 空 间预 警 平 台防 空反 导 作 战 运 用 问题 初 探
叶 锋 , 宜 忠 郑 国 杰 郭 ,
( . 军 雷达 学 院 , 北 武 汉 4 0 1 ; . 1空 湖 3 0 9 2 中国人 民解放 军 9 6 0部 队 , 建 福 州 3 0 0 ) 42 福 5 0 2 摘 要 : 临近 空 间预 警 平 台作 为 战 略预 警体 系的 重要 装 备 , 空天 预 警 中发 挥 着 重要 作 在 用 。分 析 临近 空 间预警 平 台的作 战特 点 、 战任务 , 作 探讨 了临近 空间预 警平 台在 防空反 导作 战
一种适用于地基拦截弹高空拦截弹道导弹的制导方法
参数的估计 精度 。 根据所考虑 问题 的背景 , 拦截 目标处于轨道 的降弧段 , 截弹与 目标基本处 拦
1
l_
ln
、
、
.
…
.
图 l 一 级 飞 行 攻 角 程 序 示 意 图
2 2 二级 懈 导 模型 .
当一级 程序飞行段结束后 ,即进 入第 二级 发动机工 作段 。 段与 一级 助推段 工作期 间一 此
样 . 目标 与 拦 截 弹之 间 的距 离 超 过 拦截 弹 上 的 导 引 器 的 作 用 范 围 ,因此 ,二级 工 作 段 的制 导
s 卢 is i s “ n n
在 视 线 坐 标 系O 上 可表 示 为 e
一
,
V, ] 一 GS ・
/ p
() 6
则 视 线 转 动 角速 度 为
㈤
于 是 我 们可 以取 导 引方 程
『
k
a _ s : : 乏乏 c K K卢 一l ・ ・ : +
z I i 地 基拦 截 ,弹道 导 弹 ,制 导 l I ̄ E I — 陆 — — — 一
夕
1 引
言
睁
用地 基 拦 截 弹 在 高 空去 拦截 弹道 导 弹 ,它 既 不 同于 对 人造 地 球卫 星 的 拦 截 ,也 不 同 于 对 飞机 的拦 截 。 由于 人造 地 球 卫 星 的运 行 轨 道 是 基本 已知 的 , 以 拦截 弹 在运 载段 可 以 措 用 全 惯 所 导制 导 系统 对 预 测 命 中 点进 行 拦截 , 过 初 、 制 导 有 可 能 达 到 末 制 导 所 要 求 的 交班 条 件 ; 经 中 而 一 , 对 于 拦截 飞机 而言 ,则 由于 地 空 拦截 弹 的 飞行 速 度 往 往 大 于 目标 飞 机 的 飞 行 速 度 ,因 而 在 选
反临近空间助推滑翔高超声速目标制导研究
DOI :10.19297/ki.41-1228/tj.2018.03.005反临近空间助推滑翔高超声速目标制导研究李记新,王 霞(中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009) 摘 要:临近空间助推滑翔高超声速飞行器飞行海拔高、速度快、机动强,传统防空导弹和空空导弹难以对其进行拦截。
针对拦截具有大机动能力的临近空间高超声速飞行器的精确制导问题,分析了拦截弹弹体过载及其响应时间常数需求并阐明了直接力控制的必要性,确定了红外成像导引头探测体制并分析了截获距离、分辨率与帧频、瞬时视场角、离轴角等指标需求。
最后,论述了直接力应用现状并提出了装置布局方案。
关键词:临近空间;高超声速飞行器;制导;直接力;红外成像导引头中图分类号:TJ765.3 文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2018)03-0031-060 引 言临近空间装备的研究和试验开始于国外。
在国内,文献[1]较早介绍了临近空间概念;文献[2]较早研究了临近空间装备体系概念、分类和特点,详细论述了临近空间飞行器所处的主要空域及气象特点,认为在临近空间所跨越的平流层、中间层和热层三个区域中,平流层是更适宜于临近空间飞行器“生存”的空域;临近空间高超声速飞行器飞行马赫数超过5,有动力巡航飞行平台吸气式发动机主要工作高度在30~60km 之间。
文献[3-4]较系统地研究了临近空间高超声速飞行器的拦截问题。
文献[3]研究了高动态临近空间飞行器的典型弹道及其拦截策略,对比研究了助推段拦截、中段拦截、滑翔/巡航段拦截和末端拦截(即高速下压段拦截)等多种拦截方案,认为当目标处在滑翔/跳跃段时更有利于防御体系对其进行拦截,此时目标高度主要处在20~40km 之间,最大速度2~2.5km /s。
文献[4]通过推断临近空间高超声速飞行器的主要目标特性(飞行马赫数5~25;机动能力2g ~4g ;飞行高度20~100km;雷达反射截面积0.1~0.01m 2;几何尺寸1~20m),研究了临近空间高超声速飞行器目标的拦截系统方案:截击机根据系统指挥携带拦截弹起飞并迅速飞至30km 高度以上,拦截弹采用“一级助推+二级中制导弹+三级动能拦截器”体系结构,动能拦截器采用中波红外成像/激光探测复合寻的体制和末制导直接力/气动力复合控制方式实现精确制导,以确保能够直接碰撞杀伤目标;同时采用侧窗制冷和气动光学校正技术确保拦截弹高速飞行状态下对红外目标有足够的探测距离和角度测量精度。
临近空间高超声速目标雷达探测技术现状与趋势分析
S t a t u s a nd Tr e nd An a l y s i s o f Ra da r De t e c t i o n Te c hn o l o g y o f Hy pe r s o n i c Ta r g e t s I n Ne a r S pa c e
探 测 技 术 的发 展 趋超 声速 :雷达 测试技 术
中 图分 类 号 :T N9 5 1 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 : 2 0 9 5 . 8 5 9 5 ( 2 0 1 6 ) 0 6 — 7 0 6 . 0 4 电子 科 学技 术 URL : h t t p / / ww w. c h i n a — e s t . t o m. c n DOI :1 0 . 1 6 4 5 3 / j . i s s n . 2 0 9 5 ・ 8 5 9 5 . 2 0 1 6 . 0 6 . 0 0 9
的环 境 中压 力 和高度 的差 异 ,决定 临近 空间 的飞行
御 系统 的研究 有重要 指 导意义 。临近空 问高超 声速 目标 的移 动 速度极 其迅 速 ,临近 空间高 超声速 目标 主 要是考 虑 关于雷 达探 测高速 目标 ,高 速 目标 的移
动 会 引起雷 达信号 频谱 变化 ,频谱 变化 后雷达 所传
引言
目前 ,临近 空 间高超声 速 目标雷 达探 测技 术不
断 发展 ,也越 来越 受到人 们 的关注 。对 临近 空间 防
1 . 1临近空间高超声速 目标 的特点
临近 空 间 高超 声 速 目标 的特 点主 要 有 三 方 面
特 点 ,第 一 ,临近 空 间信 息 的飞行速 度极快 ,不 同
1 . 2临近空 间高超声 速 目标 的探测 需求
临近空间拦截弹非线性控制系统性能研究
b a n g s wi t c h c u r v e , s w i t c h i n g t i me s , t h e e x p r e s s i o n o f o p t i ma l t i me i s d e d u c e d .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s
a i mi n g a t t h e a c t u a t o r a n ul g a r s a t u r a t e d e f f e c t c o n t r o l s y s t e m r e s p o n s i v e n e s s , b y e s t a b l i s h i n g a h a n g -
s h o w t h a t t h e a c t u a t o r a n g u l a r s a t u r a t e d o f n e a r s p a c e i n t e r c e p t mi s s i l e s e io r u s i n l f u e n c e t h e l f i g h t
临近空间拦截弹非线性控制系统性能研究 水
凡 国龙 , 粱 晓庚 1 , 2 ( 1 . 西北工业大学自动化学院, 西安 7 1 0 0 7 2 ; 2 . 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 4 7 1 0 0 9 )
摘 要 :针 对临 近空间高超 声速拦截 弹执行机 构非线性 特性影 响控制系统 响应 ,提 出基于次优控 制理论及
c o n t r o l s y s t e m r e s po ns i v e n e s s .
Ke y wo r d s :i n t e r c e p t - mi s s i l e , t h e n o n l i n e r a o f a c t u a t o r , s u b o p t i ma l c o n t r o l , b a n g - b a n g c o n t r o l
对抗临近空间高超声速武器的方法研究
其精度、速度和机动能力,以满足拦截高超声速武
干扰问题,增加了拦截弹控制的难度。
器的要求。目前美国正在发展高超声速防御武器
临近空间高超声速飞行器高高度、高速度、高
灵活性等优点给传统的防御系统带来了极大的影
系统(HDWS)。2019 年 9 月,美国导弹防御局授予
洛马公司“女武神-高超声速防御末段拦截弹”、
参考文献
目。此外,美国和俄罗斯都在探索使用高能激光武
器来拦截高超声速武器的可能性。
3.5
开发新型拦截思路
临近空间高超声速飞行器飞行过程中能以极
快的速度不规则运动,要想成功应用动能武器进行
防御就非常困难。另辟蹊径开发如电子战等新型
拦截思路将避免这些困难。对抗临近空间高超声
速飞行器,电子战手段相对于动能武器具有其固有
Class Number
1
E92,TJ761.6
式,对传统的防御手段、作战样式、战场空间都有着
引言
临近空间高超声速飞行器是指在 20km~40km
的临近空间,以超过 5 倍声速巡航飞行的飞行器,
是 21 世纪航空航天技术的高新发展[1~4]。临近空间
颠覆性的影响。应对临近空间高超声速飞行器的
导弹防御技术的发展势在必行。
and then analyzes the insufficient of traditional defense systemst,finally some hypersonic aircraft defense strategies are put forward.
Words
near space,hypersonic,cruise missile,boost-glide vehicle,defense
临近空间环境对高超声速巡航导弹约束性研究
第36卷第6期2016年12月弹箭与制导学报Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and GuidanceVol.36 No.6Dec2016DOI : 10.15892/j. cnki. djzdxb. 2016.06.010临近空间环境对高超声速巡航导弹约束性研究#陈士涛\杨建军\李大喜2(1空军工程大学科研部,西安710051; 2空军工程大学防空反导学院,西安710051)摘要:临近空间独特的环境特点对高超声速巡航导弹的作战使用产生较大影响,需要明确影响的方面和程度。
分析临近空间环境要素,提出临近空间高超声速巡航导弹作战能力与优势。
针对临近空间环境对高超声速巡航导弹弹道特性、射程、飞行控制的影响开展研究。
研究结论具有一定的理论意义与实际价值,可以为高超声速巡航导弹发展提供军事需求牵引和技术发展借鉴。
关键词:临近空间;高超声速巡航导弹;弹道;射程;飞行控制中图分类号:T J866文献标志码:AResearch on the Constraint of the Near Space Enviroment toHypersonic Cruise MissileCHEN Shitao1, YANG Jianjun1, LI Daxi2(1 Department of Scientific Research, Air Force Engineering University, Xi ’ an 710051, China;2 Air and Missile Defense College, Air Force Engineering University, XiJ an 710051, China)Abstract:The unique environmental characteristics of near space would seriously affect the operational use of hypersonic cruise missile, needing to determine the aspects and the degree of influence. Based on the analysis of the factors of near space atmosphere, this paper put forward the operational capability and advantages of hypersonic cruise missile. The influence of the near space environment on the ballistic characteristics, field of fire and flight control of hypersonic cruise missile was studied. The study had definite theoretical significance and practical value, and it could offer military demands and technology development reference for hypersonic cruise missile development. Keywords:near space ;hypersonic cruise missile ;trajectory ;field of fire ;flight control〇引言临近空间高超声速巡航导弹是利用临近空间的 高空、高速优势对敌指挥中心、通信中心、航母等大型 重要目标实施打击行动的毁伤实体。
临近空间高超声速武器防御及关键技术研究
临近空间高超声速武器防御及关键技术研究
戴静;程建;郭锐
【期刊名称】《装备学院学报》
【年(卷),期】2010(021)003
【摘要】临近空间高超声速武器是未来临近空间武器系统的重要组成部分,为了应对临近空间高超声速目标的威胁,必须发展和建立新型的武器防御系统.分析了临近空间防御系统的目标特性,研究了临近空间超高速飞行器的防御难点,提出了临近空间防御武器设想以及实现途径和关键技术,对发展临近空间超高速武器防御体系具有借鉴和指导意义.
【总页数】4页(P58-61)
【作者】戴静;程建;郭锐
【作者单位】空军工程大学电讯工程学院,陕西,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,陕西,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,陕西,西安,710077
【正文语种】中文
【中图分类】E816
【相关文献】
1.临近空间高超声速飞行器发展现状及其防御问题分析 [J], 梁晓庚;田宏亮
2.临近空间高超声速目标防御技术需求分析 [J], 刘超峰;王谷;张珍铭;陈凤;柳扬;梅小宁
3.临近空间高超声速目标防御制导策略研究 [J], 武文峰; 靳凌; 周桃品
4.临近空间高超声速飞行器进展及防御策略分析 [J], 王鹏飞;罗畅;白炎
5.雷达探测临近空间高超声速目标关键技术研究 [J], 罗健
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
临近空间高超声速目标跟踪IMMCPF算法
临近空间高超声速目标跟踪IMMCPF算法赵凯丽;高火涛;曹婷【摘要】临近空间高超声速目标具有机动特性强、轨迹变化快、强非线性等特点,在目标跟踪的过程中,易出现跟踪精度降低、滤波发散的问题.针对该问题,提出了一种交互式多模型容积粒子滤波算法.使用交互式多模型算法来对临近空间高超声速目标进行跟踪,使用容积粒子滤波算法对目标进行滤波预测.仿真结果表明,该算法跟踪性能优于交互式多模型卡尔曼滤波算法和交互式多模型粒子滤波算法,对临近空间高超声速目标有更好的跟踪效果.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】9页(P94-101,128)【关键词】临近空间高超声速目标;机动特性强;交互式多模型;容积粒子滤波;目标跟踪;非线性;X-51A飞行器【作者】赵凯丽;高火涛;曹婷【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北武汉430072;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430072;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN957.510 引言临近空间一般泛指距离海平面高度20~100 km的高空区域,临近空间高超声速飞行器因其机动特性强、轨迹变化快、强非线性等特点[1-2],使这类飞行器很难被雷达跟踪,有很好的隐身性,极难防御,如近几年出现的X-51A[3]高超声速飞行器,对空天安全造成了巨大威胁。
因此,临近空间高超声速目标跟踪相关算法的研究对空天安全的保障、促进空天防御技术发展都具有重大意义。
临近空间目标跟踪对于普通机动目标跟踪中使用的单一模型跟踪效果较差,难以覆盖其可能采取的机动形式,而文献[4-5]则证明多种目标模型相互之间交互耦合使用的交互式多模型(interacting multiple model, IMM)算法对临近空间目标跟踪有更好的效果。
经典IMM算法中使用的是Kalman滤波来对目标状态做滤波预测,但是在临近空间中,环境恶劣,飞行轨迹受到各种扰动和空气阻力的影响,这使得状态方程和量测方程具有很高的非线性,而Kalman滤波算法仅对线性方程有较好的滤波效果,非线性方程滤波误差会增加。
临近空间高超声速飞行器目标特性及突防威胁分析
•工程应用*航天电子对抗2019年第6期临近空间高超声速飞行器目标特性及突防威胁分析余协正,陈宁,陈萍萍,陈亮,刘国生,杨梅森(中国航天科工集团8511研究所,江苏南京210007)摘要:通过选取美国HTV-2和X-51A两种典型体制临近空间高超声速飞行器进行对比,分析了不同体制临近空间高超声速飞行器在弹道特性、飞行特性、雷达散射特性和红外辐射特性等主要目标特性及其与传统弹道导弹和巡航导弹的差异,并对临近空间高超声速飞行器当前及将来可能面临的突防威胁进行梳理与分析$结果表明,随着探测系统和拦截弹的升级,以及传统突防措施在临近空间使用受到限制,未来临近空间高超声速飞行器突防威胁不容小觑$在开展临近空间高超声速飞行器研制过程中,必须同步考虑适用于临近空间高超声速飞行器的突防技术措施和突防装备$关键词:临近空间;高超声速;目标特性;突防中图分类号:TN971+.1文献标识码:ATarget characteristics and penetration threats analysis ofhypersonic vehicle in the near-spaceYu Xiezheng&Chen Ning,Chen Pingping&Chen Liang&Liu Guosheng&Yang Meisen(No.8511Research Institute of CASIC,Nanjing210007,Jiangsu,China)Abstract:By selecting two typical near-space hypersonic vehicles HTV-2and X-51A for comparative anal-ysis,the maintargetcharacteristicsofnear-spacehypersonicvehiclesunderdiferentsystems,suchasbalisticcharacteristics,flightcharacteristics,radarcharacteristicsandinfraredcharacteristicsandsoon,andthedifer-encesbetweenbalisticmissilesandcruisemissilesareanalyzed.Thepresentandfuturepenetrationthreatsofnear-spacehypersonicvehiclesareanalyzed.Theresultsshowthat,withtheupgradingofdetectionsystemandinterceptortechnology,andtheuseoftraditionalpenetration measuresinnear-spaceislimited.Simultaneousconsideration mustbegiventothedevelopmentofpenetrationtechnologiesandpenetrationequipmentsuitableforadjacentspace.Key words:near-space;hypersonic;target characteristics;penetrationo引言临近空间一般是指距地面20〜100km的空间区域,主要包括大气的平流层大部、中间层全部和部分热层,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间#能够以高超声速(Ma数>5)在临近空间高度进行持续飞行且能完成指定任务的飞行器,称为临近空间高超声速飞行器.1/。
临近空间高超声速目标跟踪方法研究
临近空间高超声速目标跟踪方法研究∗
郭相科;刘昌云;张雅舰;韦刚;王刚
【期刊名称】《指挥控制与仿真》
【年(卷),期】2016(038)005
【摘要】临近空间高超声速目标跟踪技术研究在空天防御系统中具有重要军事意义和理论价值。
本文综述了临近空间高超声速目标跟踪中的目标运动建模、目标跟踪算法等研究内容的研究进展,并对其存在的问题进行了深入分析。
针对这类目标跟踪存在的问题,结合临近空间高超声速目标探测跟踪需求,指出了临近空间高超声速目标跟踪技术的研究思路,为相关研究提供了参考。
【总页数】6页(P8-12,27)
【作者】郭相科;刘昌云;张雅舰;韦刚;王刚
【作者单位】北京航空航天大学,北京 100191; 空军工程大学,陕西西安710051;空军工程大学,陕西西安 710051;空军工程大学,陕西西安 710051;空军工程大学,陕西西安 710051;空军工程大学,陕西西安 710051
【正文语种】中文
【中图分类】E917
【相关文献】
1.临近空间高超声速目标跟踪IMMCPF算法 [J], 赵凯丽;高火涛;曹婷
2.临近空间高超声速目标跟踪动力学模型 [J], 李凡;熊家军;张凯;韩春耀;席秋实;张怀念
3.临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪模型 [J], 张裕禄; 毕红葵; 叶泽浩; 李凡
4.一种面向临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪算法 [J], 何山; 吴盘龙; 恽鹏; 李星秀
5.临近空间高超声速目标跟踪制导雷达搜索空域确定模型 [J], 李志淮;曲智国;韩伟;朱刚;陆万宏
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
临近空间高速目标拦截策略设计
临近空间高速目标拦截策略设计
孙兴龙;马克茂;姜宇;侯振乾
【期刊名称】《空天防御》
【年(卷),期】2022(5)4
【摘要】为实现对临近空间飞行器等高速目标的有效防御,采用中、末分段制导的方式对目标进行拦截。
首先,将中制导的设计描述为带有终端约束的优化问题,利用高斯伪谱法(Gauss pseudo-spectral method,GPM)将该问题离散化处理并转化为非线性规划(nonlinear programming,NLP)的形式,在线求解该非线性规划问题并基于滚动时域的方式完成了最优中制导律的闭环实现,算法保证了在制导信息短时间缺失等工况下的适用性。
然后,设计了带有目标机动补偿的末制导律,降低了拦截末段对所需过载的要求,并基于制导信息估计完成了制导律的实现。
最后,对闭环制导系统的稳定性进行了理论分析,并以典型高速目标拦截为例进行数值仿真,验证了本文所提拦截策略的有效性。
【总页数】9页(P10-18)
【作者】孙兴龙;马克茂;姜宇;侯振乾
【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院;上海机电工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TJ765
【相关文献】
1.临近空间目标逆轨拦截中制导律设计
2.面向临近空间目标拦截的预测命中点设计方法
3.拦截临近空间目标制导律的工程化设计研究
4.临近空间目标拦截弹弹道设计与验证
5.拦截临近空间目标制导律的工程化设计研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Re s e a r c h o n S h o o t i n g Pr o b l e m o f Ne a r - s p a c e Hy p e r s o n i c Ai r c r a f t s De f e nc e wi t h Ai r b o r n e I n t e r c e p t i n g Mi s s i l e
Ab s t r a c t :T y p i c a l i s s u e s f o r i n t e r c e p t i n g c o mb a t o f h y p e r s o n i c a i r c r a f t s s u c h a s r e q u i r e me n t s o f s h o o t i n g ,e f f e c t i v e k i l l i n g z o n e ,a t t a c k i n g z o n e a n d o p p o t r u n i t i e s o f s h o o t i n g we r e s t u d i e d .F i r s t ,a p p r o p i r a t e a t t a c k me t h o d s o f i n t e r c e p t i n g mi s s i l e w e r e p r o p o s e d b a s e d O 1 3 s i mu l a t i n g c a l c u l a t i o n .T h e n,t h r o u g h s t u d y i n g r e l a t i v e p o s i t i o n o f t a r g e t a n d mi s s i l e,a c c e s s o f k i l l i n g z o n e a n d a t t a c k i n g z o n e w a s p r e s e n t e d,a lo n g
h e s s o f mi s s i l e wo r e ma d e c l e a r .T h e r e s u l t s s h o w t h a t k i l l i n g z o n e a n d a t t a c k i n g z o n e h a v e a p o s i t i v e c o r r e l a t i o n w i t h s p e e d a n d ma n e u v e r — a b i l i t y o f mi s s i l e .A l s o, i t i s s h o w e d t h a t r e d u c t i o n o f d i s t a n c e o f l a s t — d i t c h,h o i r z o n t a l d i s t a n c e o f b o o s t — p h a s e ,a n d t h e t i me or f d a ma g e a s — s e s s me n t c a n i n c r e a s e o p p o t r u n i t y o f r e ・ i n t e r c e p t i o n . Ke y wo r d s :h y p e r s o n i c a i r c r a f t d e f e n c e ;r e q u i r e me n t s o f s h o o t i n g ;k i l l i n g z o n e ;a t t a c k i n g z o n e;o p p o r t u n i t i e s o f s h o o t i n g
攻击 区范围与拦截弹速度和机动能力呈正相关关系 , 而减小 中末段距离 、 减小高抛段水平距离 、 减少毁伤评估 时间可以增加二次拦截机会 。 关键词 : 反高超 ; 射击要 求 ; 杀伤 区 ; 攻击区 ; 射击次数 中图分类号 : V 4 4 8 . 1 3 , E 8 4 4 文 献标 志码 : A
摘
要: 文 中对空基拦截弹反高超作 战中的射击要求 、 杀伤 区、 攻击 区 、 射击机 会等典型作 战问题进行 了定性
研究 。首先通 过仿 真区和攻击 区的形
式, 讨论 了二次拦截 的条件 , 最后明确了拦截弹的部分性能参 数与射击效 能 的关 系。研究 结果表 明杀 伤 区和
2 E q u i p m e n t Ma n a g e m e n t a n d S a f e t y E n g i n e e r i n g C o l l e g e , A i r F o r c e E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y , X i ’ a n 7 1 0 0 5 1 ,C h i n a )
D O I : 1 0 . 1 5 8 9 2 / j . c n k i . d j z d x b . 2 0 1 6 . 0 4 . 0 0 1
空基拦 截弹 反临 近空 问高超 目标射击 问题研究
肖吉 阳 ,杨建 军 ,薛俊 杰
( 1 空军工程 大学科研 部 ,西安 7 1 0 0 5 1 ;2 空军工程大学装备管理与安全学 院,西安 7 1 0 0 5 1 )
X I A O J i y a n g ,Y A N G J i a n j u n ,X U E J u n j i e ( 1 S c i e n t i f i c R e s e a r c h D e p a r t m e n t ,A i r F o r c e E n g i n e e i r n g U n i v e r s i t y , X i ’ a n 7 1 0 0 5 1 , C h i n a ;
第3 6卷 第 4期 2 0 1 6年 8月
弹 箭 与 制 导 学 报 J o u na r l o f P r o j e c t i l e s , R o c k e t s , Mi s s i l e s a n d G u i d a n c e
Vo 1 _ 36 No. 4 Aug 201 6
wi t h di s c us s i o n o n c o n d i t i on or f r e — i n t e r c e p t i o n. Fi n a l l y,t h e r e l a t i o ns h i p be t we e n s o me p e fo r r ma n c e p a r a me t e r s a nd i n t e r c e p t i n g e f f e c t i v e —