末段反导防御系统探测误差对拦截效果的影响
合集下载
- 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)。
Ｖｏ１． ４３．Ｎｏ．１ Ｊａｎ，２０１８
文章 编 号 ：１００２—０６４０（２０１８）０１—００７４—０６
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ＆ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ
第 ４３卷 第 １期 ２０１８年 １月
末 段反导防御 系统探测误 差对 拦截效果 的影 响
刘锦 昌 ，黄树 彩 ，庞 策 ，苑 智玮 ，龙振 国 ｚ （１．空军工程大学防空反导学院，西安 ７１００５１；２．解放军 ９５１００部队，广州 ５１０４０５）
· ７４ ·
刘锦 昌，等 ：末段反导防御系统探测误差对拦截效果 的影响
（总第 ４３－－．００７５）
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ Ｅｆｅｃｔ ｉｎ Ｔｅｒｍ ｉｎａｌ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｍ ｉｓｓｉｌｅ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵ Ｊｉｎ－ｃｈａｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｓｈｕ－ｃａｉ ，ＰＡＮＧ Ｃｅ ，ＹＵＡＮ Ｚｈｉ－ｗｅｉ ，ＬＯＮＧ Ｚｈｅｎ－ｇｕｏ２
状态变量进行滤波处理 。通过改变探测误差的大小研究探测误差与脱靶量和燃料消耗之间的关 系，给出了成 功拦截
时雷达探测误差 与导 引头探测误差应满足的条件。
关键词 ：探测误差 ，末段反导 ，能量消耗 ，脱靶量 ，无迹卡尔曼滤波
中图 分 类 号 ：ＴＪ７６１．７
文 献标 识 码 ：Ａ
ＤＯｌ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２—０６４０．２０１８．０１．０１５
友及重要军层 内外拦 截 处 于再入 段 的 弹道导 弹 ［２－３］，拦 截 的过 程 包括 ３ 个 阶段 ：初制 导段 、中制导段 和 末制 导段 。 中制 导段 飞行靠雷达探测弹道导弹 的飞行状态并将状态信 息 传送 给 反导 指 挥 控制 中一６（Ｂａｔｔｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ
Ｃｏｍｍａｎｄ，Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ，
收稿 日期 ：２０１６—１２－０５
修回 日期 ：２０１７—０５—１７
基 金 项 目 ：航 空科 学基 金 资助 项 目（２０１３０１９６００４）
作 者 简 介 ：刘 锦 昌（１９９３一 ），男 ，河 南 周 口人 ，硕 士 研 究 生 。研 究 方 向 ：空天 目标 协 同跟 踪 与 拦 截 引 导 。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｉｒ ａｎｄ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｄｅｆｅｎｓｅ，Ａ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ｍ ７１００５１，ＣｈｉｎⅡ； ２．Ｕｎｉｔ ９５１００ Ｄ厂 Ａ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０４０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｍ ｉｓｓｉｌｅ ｄｅｆｅｎｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇ ｅｆｆｅｅｔ ｉＳ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｏｒｍ ｂｏｔｈ ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｏｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｋｉｎｅｔｉｃ ｋｉｌｌｅｒ ａｎｄ ｔａｒｇｅｔ， ａ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ．Ｔｈｅ ｕｎｓｃｅｎｔｅｄ ｋａｌｍａｎ ｆ ｉｌｔｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｆｉｌｔｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅ１． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ａｎｄ ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆ ｏｒ ｒａｄａｒ ａｎｄ ｓｅｅｋｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｗｈｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．
摘 要 ：弹道导弹末段 防御 系统包 括探测系统与拦截系统 ，探测系统为拦截系统提供 目标状态信息 。从拦截脱
靶量以及燃料消耗两个方面研究探测 系统 的探测误差 对拦 截系统拦截效果 的影响 。在系统分析 了末段拦截 系统 的
探测误 差及 弹 目运动规律 的基础上 ，建立 了基于 比例导引法 的末段拦截 系统模 型 ，将无迹卡尔曼滤波引入模 型中对
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ，ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｎｔｉ—ｍｉｓｓｉｌｅ，ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ，ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ｕｎｓｃｅｎｔｅｄ ｋａｉｍ ａｎ ｆｉｈｅｒ
０ 引言
随着 弹 道 导 弹技 术 的扩 散 ，美 国正 积 极 构建 弹 道 导 弹 防 御 系 统 ，初 步 建 成 了 中段 和 末 段 防 御 系 统。末段高空区域 防御系统（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｒｅａ Ｄｅｆｅｎｓｅ，ＴＨＡＡＤ）也 称 萨 德 系 统 ，是 美 国 导 弹 防 御 系统 的最 后 一 道屏 障 ，负责 保 护 美 国本 土 ，盟
文章 编 号 ：１００２—０６４０（２０１８）０１—００７４—０６
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ＆ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ
第 ４３卷 第 １期 ２０１８年 １月
末 段反导防御 系统探测误 差对 拦截效果 的影 响
刘锦 昌 ，黄树 彩 ，庞 策 ，苑 智玮 ，龙振 国 ｚ （１．空军工程大学防空反导学院，西安 ７１００５１；２．解放军 ９５１００部队，广州 ５１０４０５）
· ７４ ·
刘锦 昌，等 ：末段反导防御系统探测误差对拦截效果 的影响
（总第 ４３－－．００７５）
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ Ｅｆｅｃｔ ｉｎ Ｔｅｒｍ ｉｎａｌ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｍ ｉｓｓｉｌｅ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵ Ｊｉｎ－ｃｈａｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｓｈｕ－ｃａｉ ，ＰＡＮＧ Ｃｅ ，ＹＵＡＮ Ｚｈｉ－ｗｅｉ ，ＬＯＮＧ Ｚｈｅｎ－ｇｕｏ２
状态变量进行滤波处理 。通过改变探测误差的大小研究探测误差与脱靶量和燃料消耗之间的关 系，给出了成 功拦截
时雷达探测误差 与导 引头探测误差应满足的条件。
关键词 ：探测误差 ，末段反导 ，能量消耗 ，脱靶量 ，无迹卡尔曼滤波
中图 分 类 号 ：ＴＪ７６１．７
文 献标 识 码 ：Ａ
ＤＯｌ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２—０６４０．２０１８．０１．０１５
友及重要军层 内外拦 截 处 于再入 段 的 弹道导 弹 ［２－３］，拦 截 的过 程 包括 ３ 个 阶段 ：初制 导段 、中制导段 和 末制 导段 。 中制 导段 飞行靠雷达探测弹道导弹 的飞行状态并将状态信 息 传送 给 反导 指 挥 控制 中一６（Ｂａｔｔｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ
Ｃｏｍｍａｎｄ，Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ，
收稿 日期 ：２０１６—１２－０５
修回 日期 ：２０１７—０５—１７
基 金 项 目 ：航 空科 学基 金 资助 项 目（２０１３０１９６００４）
作 者 简 介 ：刘 锦 昌（１９９３一 ），男 ，河 南 周 口人 ，硕 士 研 究 生 。研 究 方 向 ：空天 目标 协 同跟 踪 与 拦 截 引 导 。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｉｒ ａｎｄ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｄｅｆｅｎｓｅ，Ａ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ｍ ７１００５１，ＣｈｉｎⅡ； ２．Ｕｎｉｔ ９５１００ Ｄ厂 Ａ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０４０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｍ ｉｓｓｉｌｅ ｄｅｆｅｎｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇ ｅｆｆｅｅｔ ｉＳ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｏｒｍ ｂｏｔｈ ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｏｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｋｉｎｅｔｉｃ ｋｉｌｌｅｒ ａｎｄ ｔａｒｇｅｔ， ａ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ．Ｔｈｅ ｕｎｓｃｅｎｔｅｄ ｋａｌｍａｎ ｆ ｉｌｔｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｆｉｌｔｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅ１． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ａｎｄ ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆ ｏｒ ｒａｄａｒ ａｎｄ ｓｅｅｋｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ ｗｈｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．
摘 要 ：弹道导弹末段 防御 系统包 括探测系统与拦截系统 ，探测系统为拦截系统提供 目标状态信息 。从拦截脱
靶量以及燃料消耗两个方面研究探测 系统 的探测误差 对拦 截系统拦截效果 的影响 。在系统分析 了末段拦截 系统 的
探测误 差及 弹 目运动规律 的基础上 ，建立 了基于 比例导引法 的末段拦截 系统模 型 ，将无迹卡尔曼滤波引入模 型中对
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ，ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｎｔｉ—ｍｉｓｓｉｌｅ，ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ，ｍｉｓｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ｕｎｓｃｅｎｔｅｄ ｋａｉｍ ａｎ ｆｉｈｅｒ
０ 引言
随着 弹 道 导 弹技 术 的扩 散 ，美 国正 积 极 构建 弹 道 导 弹 防 御 系 统 ，初 步 建 成 了 中段 和 末 段 防 御 系 统。末段高空区域 防御系统（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｒｅａ Ｄｅｆｅｎｓｅ，ＴＨＡＡＤ）也 称 萨 德 系 统 ，是 美 国 导 弹 防 御 系统 的最 后 一 道屏 障 ，负责 保 护 美 国本 土 ，盟