多目标防空火力分配技术研究

论文摘要

空袭与防空作战已经成为现代战争的主旋律,导弹已经成为空袭的主战武器。其中弹道导弹由于具有突防能力强、破坏力大,并能携带多枚弹头、核武器弹头等优越性,成为现代战争中最具有威胁性的攻击性武器之一。对于弹道导弹空袭作战,现有防空作战面临新的挑战,防空系统在时效性、目标威胁判定、目标火力分配和总体毁伤性能等方面提出了更高的要求。对于多目标来袭问题,也就是多个对象来袭问题,其火力分配是防空作战的主要内容,合理有效的火力分配决定着一场战争乃至整个战役的局势。而目前对于弹道导弹的火力分配问题,存在着没有统一的威胁指数指标、目标威胁评估方法过于依赖主观经验以及火力分配算法对敌毁伤效率不高的不足,因此论文开展了针对弹道导弹威胁定义、目标威胁评估和火力分配的研究工作。现有的导弹威胁评估,主要是针对空空导弹、地空导弹等。而对于弹道导弹的研究主要集中在突防概率问题上,其威胁评估尤其是中远程弹道导弹的威胁评估鲜有文献涉及。基于此,在深入分析了弹道导弹的各项参数基础上,创新性地提出了弹道导弹的6要素威胁度定义,并建立了相应的威胁评估模型。同时,采用信息度关联法的方法对多目标进行了评估方法,该方法适用于目标权重完全未知、部分未知等多种情况,改善了目标权重由现有专家决策的不足,提高了算法的实用性和效率。防空反导体系中的火力分配的目的是协调各火力点并充分发挥多火力平台整体优势,并寻求在给定约束条件下总的射击效果最好的分配方案,因此需要建立火力分配数学模型和求解分配算法。首先,分析了现有多目标火力分配算法的优缺点,并在对来袭目标初始分群的基础上,提出了改进遗传算法完成了多目标火力分配策略,该策略提高了算法搜索效率。其次,建立多目标防空火力分配仿真系统,对上述相关理论、方法进行了仿真验证,结果表明基于遗传算法的改进火力分配方法充分考虑了多平台之间的协调,能够发挥多平台火力互补的优势；同时,给出了每个火力平台下属火力单元的具体火力分配数目,尤其是随着来袭目标数目的增多,算法在搜索时间、效率以及对敌毁伤效果方面有较大提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 多目标火力分配问题的国内外研究现状
• 1.3 论文的主要内容及章节安排
• 2 弹道导弹威胁度定义及多目标威胁排序
• 2.1 弹道导弹战略意义及发展趋势
• 2.1.1 弹道导弹的战略意义
• 2.1.2 弹道导弹发展趋势
• 2.2 弹道导弹威胁度定义
• 2.2.1 弹道导弹威胁度指标选取
• 2.2.2 弹道导弹各个威胁度定义
• 2.3 弹道导弹威胁评估
• 2.3.1 专家决策法
• 2.3.2 基于信息度关联法的威胁评估
• 2.3.3 仿真及结果分析
• 2.4 小结
• 3 基于遗传算法的改进多目标火力分配
• 3.1 多目标优化火力分配建模
• 3.1.1 多目标优化问题
• 3.1.2 多目标火力分配系统建模
• 3.2 遗传算法及其应用
• 3.2.1 遗传算法简介及应用领域
• 3.2.2 遗传算法特点
• 3.2.3 遗传算法构成要素
• 3.3 基于遗传算法的改进火力分配
• 3.3.1 现有基于遗传算法的火力分配实现方法
• 3.3.2 基于遗传算法的改进火力分配实现方法
• 3.4 小结
• 4 多目标防空火力分配仿真及分析
• 4.1 多目标防空火力分配
• 4.1.1 多目标防空火力系统组成
• 4.1.2 多目标防空指挥控制技术
• 4.1.3 多目标防空作战火力系统特点
• 4.2 作战想定及作战流程
• 4.3 仿真实现与分析
• 4.4 小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢