先期毁伤准则下的防空火力分配模型与算法

论文摘要

本文首先概述了现代空袭作战的主要特点,弹炮结合防空武器系统的军事技术需求、发展概况,以及火力分配问题的研究现状。分析防空武器系统的禁止射击和射击时机问题,是火力分配的前提和基础。根据禁止射击的原因,将高炮的禁止射击区进行科学分类,分析了有关禁射区的禁入措施和禁射技术,对可以改善的禁射区给出了相关的技术措施,为增加高炮的射击时机提供了可行和有效的方法;通过弹头飞行时间曲线,定量论证了防空导弹和高炮射击时机的互补性。先期毁伤是火力分配的重要指导原则,如何规划武器单元的射击时机,实现对入侵目标的尽早毁伤,在目前火力分配问题的研究中尚属空白。首次提出“射击提前系数”的概念,并给出了其计算方法,构建了一种考虑毁伤时机的火力分配新方法。将火力分配分解为武器分配与射击时机分配,以目标威胁度优先的武器分配、指定瞬时前对目标具有期望毁伤概率的射击时机分配为原则,给出了先期毁伤准则下弹炮结合防空武器系统的火力分配方案。提出一种满足期望毁伤概率的武器目标分配模型,优先保证以期望的毁伤概率拦截威胁度大的目标,使各目标倾向于选择对其毁伤贡献相对较大的武器单元,在满足期望毁伤概率的条件下,能对更多的目标实施有效毁伤。针对一类无序组合优化问题(背包问题、武器目标分配问题等),给出一种改进蚁群算法,通过基于等效路径增强的信息素更新策略,提高了算法的收敛速度和稳定性。提出一种武器单元射击时机分配模型,在保证指定瞬时之前以期望概率毁伤目标的前提下,进一步优化各武器单元的射击时机,实现对目标的尽早毁伤。根据射击时机分配模型中约束函数的单调性特点,给出一种平移搜索窗口的连续域蚁群算法,使算法自变量满足约束条件的“优良区域”开始搜索,提高了算法的搜索速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 现代空袭作战的特点及防空武器
• 1.1.1 现代空袭作战的主要特点
• 1.1.2 防空武器系统
• 1.2 弹炮结合防空武器系统发展概况
• 1.2.1 需求分析
• 1.2.2 弹炮结合系统的定义
• 1.2.3 国内弹炮结合系统的发展
• 1.3 指挥控制与火力分配
• 1.3.1 指挥控制系统的功能
• 1.3.2 火力分配问题研究现状及进展
• 1.3.3 弹炮结合防空系统的火力分配
• 1.4 论文概述
• 1.4.1 论文提要
• 1.4.2 论文的创新点
• 2 防空武器系统射击能力分析
• 2.1 引言
• 2.2 高炮的禁止射击区域
• 2.2.1 高炮的禁止射击区及其分类
• 2.2.2 禁入技术
• 2.2.3 禁射技术
• 2.2.4 克服航前无诸元区的技术
• 2.3 防空导弹武器系统的发射区与杀伤区
• 2.3.1 防空导弹的杀伤区及其影响因素
• 2.3.2 防空导弹的发射区与可靠发射区
• 2.3.3 导弹飞行安全区
• 2.4 高炮和防空导弹的射击时机分析
• 2.4.1 飞行时间曲线
• 2.4.2 命中解的竞争
• 2.4.3 高炮与防空导弹的射击时机
• 2.5 本章小结
• 3 先期毁伤准则下的防空火力分配
• 3.1 引言
• 3.2 射击指挥与火力分配
• 3.2.1 射击指挥的主要内容
• 3.2.2 火力分配问题的模型和特点
• 3.3 先期毁伤准则下弹炮结合武器系统的火力分配
• 3.3.1 名词、术语与基本概念
• 3.3.2 火力分配准则
• 3.3.3 火力分配程序描述
• 3.3.4 实例分析
• 3.4 共发射平台弹炮结合系统的火力分配
• 3.4.1 共发射平台弹炮结合系统火力分配的现有原则
• 3.4.2 先期毁伤准则下共发射平台弹炮结合系统的火力分配
• 3.4.3 实例分析
• 3.5 应用的拓展
• 3.5.1 在离远射击中的应用
• 3.5.2 在递阶火力分配中的应用
• 3.6 本章小结
• 4 武器目标分配模型与改进蚁群算法实现
• 4.1 引言
• 4.2 WTA问题的计算复杂性
• 4.3 满足期望毁伤概率的武器目标分配模型
• 4.3.1 武器目标分配准则
• 4.3.2 武器目标分配数学模型
• 4.4 蚁群算法及其改进
• 4.4.1 蚁群算法简介
• 4.4.2 一种求解子集问题的改进蚁群算法
• 4.5 武器目标分配的改进蚁群算法实现
• 4.5.1 武器目标分配的蚁群算法描述
• 4.5.2 实例分析
• 4.6 本章小结
• 5 射击时机分配模型与连续蚁群算法实现
• 5.1 引言
• 5.2 射击时机分配的前提及原则
• 5.2.1 射击时机分配的几个约定
• 5.2.2 射击时机分配准则
• 5.3 射击时机分配模型
• 5.3.1 射击提前系数的取值范围
• 5.3.2 毁伤概率的分布函数和分布律
• 5.3.3 射击时机分配模型
• 5.4 连续域蚁群算法
• 5.4.1 连续域蚁群算法及改进
• 5.4.2 基于网格划分策略的连续域蚁群算法
• 5.5 射击时机分配的蚁群算法实现
• 5.5.1 基于平移搜索窗口的连续域蚁群算法
• 5.5.2 实例分析
• 5.6 离远目标和突现目标的处理
• 5.6.1 对离远目标的射击时机分配
• 5.6.2 对突现目标的火力分配
• 5.7 综合实例
• 5.8 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文和参与科研情况