CN112836383B - 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法 - Google Patents

一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112836383B
CN112836383B CN202110189777.7A CN202110189777A CN112836383B CN 112836383 B CN112836383 B CN 112836383B CN 202110189777 A CN202110189777 A CN 202110189777A CN 112836383 B CN112836383 B CN 112836383B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
missile
time
formula
trajectory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110189777.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112836383A (zh
Inventor
张明明
陈坚
万鸣
赵平均
王敏
朱亚萍
周长明
林贵
夏正娜
李锦�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd filed Critical Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Co Ltd
Priority to CN202110189777.7A priority Critical patent/CN112836383B/zh
Publication of CN112836383A publication Critical patent/CN112836383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112836383B publication Critical patent/CN112836383B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/11Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G06F17/13Differential equations
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法,通过接收载机参数、目标参数、发射条件、武器型号,启动武器外弹道仿真进程,根据弹道参数数据库,建立弹体运动学微分方程,对弹体运动学微分方程进行解算获得外弹道数据,利用弹道表和靶试数据验证外弹道数据并校正弹体空气动力学模型和校正制导律,对目标进行运动预测,计算弹道模型的武器运行轨迹,采用帧间隙细节检测法在目标K和K+1中甄别确实碰撞的事件,得到最简的待检验碰撞目标集合,完成空中交汇检测,过滤多目标碰撞干扰,完成弹道模型与靶式数据偏差估算,重复修正步骤完成武器的毁伤评估;本发明的优点是:提升弹道、碰撞检测模拟、毁伤评估的逼真度。

Description

一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法
技术领域
本发明属于飞机航电系统设计技术领域,具体的,涉及一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法。
背景技术
武器效能建模主要包括武器弹道建模、碰撞检测建模、毁伤评估建模等,目前已广泛应用于各类军事训练、训练任务规划、作战效能评估中。随着技术的不断发展如何提高武器效能模型的可信度越来越受到业内的关注。现有的武器效能模型计算方案主要建立武器的气动模型、制导模型、环境模型,通过机载武器制导控制参数和气动数据对导弹动力学微分方程进行积分运算得出弹道轨迹,进一步完成碰撞解算和毁伤评估。
现有的武器效能模型建立只是将导弹气动模型、制导模型、环境模型进行导弹动力微分方程积分运算,没有进行目标多次碰撞过滤处理,没有将靶式数据和已有武器效能模型结合,没有对已有模型进行修正,导致弹道、碰撞检测和毁伤评估计算的误差较大。
发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的在于为了解决武器效能模拟的逼真度问题,充分保证外弹道仿真、碰撞检测和毁伤评估的逼真度,从而提供了一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法,通过以下步骤实现:
1)数据交互周期到来,接收载机参数、目标参数、发射条件、武器型号,启动武器外弹道仿真进程,根据弹道参数数据库,建立弹体运动学微分方程;
2)以仿真周期为步长对微分方程进行解算,依次计算导弹诱导阻力系数Cxi、导弹阻力系数Cx、导弹阻力Q、导弹质量m和导弹法向过载Na,得到外弹道数据;
3)利用弹道表和靶试数据验证步骤2)所获得的外弹道数据,并校正弹体空气动力学模型和校正制导律,即依次修正导弹法向过载
Figure GDA0003508968270000021
导弹攻角αt+Δt、质量mt+Δt、加速度
Figure GDA0003508968270000022
速度
Figure GDA0003508968270000023
和位置
Figure GDA0003508968270000024
以及计算弹目距离矢量
Figure GDA0003508968270000025
和标量D;
4)对目标进行运动预测,运动预测项目依次为目标对导弹相对速度矢量
Figure GDA0003508968270000026
导弹对目标的接近速度矢量
Figure GDA0003508968270000027
和导弹对目标的瞄准线角速度矢量
Figure GDA0003508968270000028
5)计算弹道模型的武器运行轨迹,将目标投影到X轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA00035089682700000210
的目标,将目标投影到Y轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA00035089682700000212
的目标,将目标投影到Z轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA00035089682700000214
的目标,其中,
Figure GDA00035089682700000215
为目标K投影到X轴的即时速度,
Figure GDA0003508968270000031
为目标K+1投影到X轴的即时速度,R为位置,T为时间,xk+1为目标K+1投影到X轴的即时位置,xk为目标K投影到X轴的即时位置,
Figure GDA0003508968270000032
为目标K投影到Y轴的即时速度,
Figure GDA0003508968270000033
为目标K+1投影到Y轴的即时速度,yk+1为目标K+1投影到Y轴的即时位置,yk为目标K投影到Y轴的即时位置,
Figure GDA0003508968270000034
为目标K投影到Z轴的即时速度,
Figure GDA0003508968270000035
为目标K+1投影到Z轴的即时速度,zk+1为目标K+1投影到Z轴的即时位置,zk为目标K投影到Z轴的即时位置;
6)采用帧间隙细节检测法在目标K和K+1中甄别确实碰撞的事件,得到最简的待检验碰撞目标集合,完成空中交汇检测;
7)过滤多目标碰撞干扰,将步骤6)所得到的碰撞检测集目标按碰撞时间的先后顺序进行排序,对排序后从前到后进行扫描,过滤多目标碰撞干扰,删除目标编号重复且碰撞事件较晚的项,得到最终碰撞序列;
8)完成弹道模型与靶式数据偏差估算;依次计算仿真弹道偏离靶式弹道的最大距离ΔDmax、仿真弹道偏离靶式弹道的距离平均值ΔDaverage和仿真弹道偏离靶式弹道的弹体飞行时间ΔT;
9)迭代修正导弹法向过载
Figure GDA0003508968270000036
导弹攻角αt+Δt、质量mt+Δt、加速度
Figure GDA0003508968270000037
速度
Figure GDA0003508968270000038
和位置
Figure GDA0003508968270000039
完成武器的毁伤评估,即输出弹体即时位置、姿态、速度和过载。
进一步,所述步骤2)中,所述导弹诱导阻力系数Cxi通过公式Cxi=sign(α)·tabCxi(|α|,Ma)计算获得,所述导弹阻力系数Cx通过公式Cx=Cxi+tabCxo(Ma)计算获得,所述导弹阻力Q通过公式Q=Cx·ρ·v2·S/2计算获得,所述导弹质量m通过公式
Figure GDA00035089682700000310
计算获得,所述导弹法向过载Na通过公式
Figure GDA0003508968270000041
计算获得,其中,α为攻角,Ma为马赫数,ρ为空气密度,V为速度,S为导弹面积,sign(α)为符号函数:sign(α)=-1(α<0),0(α=0),1(α>0),Cxo为零升阻力系数,tabCxi(|α|,Ma)表示在曲线型参数tabCxi中进行插值,求出函数在(|α|,Ma)处的值,tabCxo(Ma)表示在曲线型参数tabCxo中进行插值,求出函数在(Ma)处的值,
Figure GDA0003508968270000042
为质量变化率,m0为初始质量,t为时间,Cy为导弹升力系数,mg为导弹重力,Cy(αmax(Ma),Ma)为固定马赫数下,最大迎角对应的升力系数。
进一步,所述步骤3)中,所述导弹法向过载
Figure GDA0003508968270000043
通过公式
Figure GDA0003508968270000044
计算获得,所述导弹攻角αt+Δt通过公式
Figure GDA0003508968270000045
计算获得,所述质量mt+Δt通过公式
Figure GDA0003508968270000046
计算获得,所述加速度
Figure GDA0003508968270000047
通过公式计
Figure GDA0003508968270000048
算获得,所述速度
Figure GDA0003508968270000049
通过公式
Figure GDA00035089682700000410
计算获得,所述位置
Figure GDA00035089682700000411
通过公式
Figure GDA00035089682700000412
计算获得,所述弹目距离矢量
Figure GDA00035089682700000413
通过公式
Figure GDA00035089682700000414
计算获得,所述标量D通过公式
Figure GDA00035089682700000415
计算获得,其中,p为发动机推力,
Figure GDA00035089682700000416
为导弹法向过载下的瞄准线旋转角速度,αt+Δt为t+Δt时刻的攻角,αt为t时刻的攻角,
Figure GDA00035089682700000417
为t+Δt时刻的攻角变化率,mt+Δt为t+Δt时刻的质量,mt为t时刻的质量,
Figure GDA00035089682700000418
为t+Δt时刻的质量变化率,
Figure GDA00035089682700000419
为t+Δt时刻的加速度矢量,
Figure GDA00035089682700000420
为导弹法向过载,g为重力加速度,
Figure GDA00035089682700000421
为t+Δt时刻的速度矢量,
Figure GDA0003508968270000051
为t时刻的速度矢量,
Figure GDA0003508968270000052
为t+Δt时刻的位置矢量,
Figure GDA0003508968270000053
为t时刻的位置矢量,[0-10]T为矩阵,
Figure GDA0003508968270000054
为T时刻的位置矢量,
Figure GDA0003508968270000055
为M时刻的位置矢量,
Figure GDA0003508968270000056
是弹目距离矢量,
Figure GDA0003508968270000057
是弹目距离标量,Δt为相对时间。
进一步,所述步骤4)中,所述目标对导弹相对速度矢量
Figure GDA0003508968270000058
通过公式
Figure GDA0003508968270000059
计算获得,所述导弹对目标的接近速度矢量
Figure GDA00035089682700000510
通过公式
Figure GDA00035089682700000511
计算获得,所述导弹对目标的瞄准线角速度矢量
Figure GDA00035089682700000512
通过公式
Figure GDA00035089682700000513
计算获得,其中,
Figure GDA00035089682700000514
为TM时间段的速度矢量,
Figure GDA00035089682700000515
为T时刻的速度矢量,
Figure GDA00035089682700000516
为M时刻的速度矢量,T、M均为时间,
Figure GDA00035089682700000517
为弹目距离矢量
Figure GDA00035089682700000518
下的瞄准线旋转角速度。
进一步,所述步骤8)中,所述仿真弹道偏离靶式弹道的最大距离ΔDmax通过公式ΔDmax=Dmax/L×100%计算获得,所述仿真弹道偏离靶式弹道的距离平均值ΔDaverage通过公式ΔDaverage=Daverage/L×100%计算获得,所述仿真弹道偏离靶式弹道的弹体飞行时间ΔT通过公式ΔT=|Tsimu-Tact|/Tact×100%计算获得,其中,ΔDmax为偏离的距离最大值,Dmax为距离最大值,L为总距离,ΔDaverage为偏离的距离平均值,Daverage为距离平均值,ΔT为偏离的弹体飞行时间,Tsimu为仿真的弹体飞行时间,Tact为真实的弹体飞行时间。
本发明的有益效果是:1、本发明针对嵌入式训练设备弹道模型计算偏差较大的问题,提出基于靶式数据修正的弹道碰撞仿真技术,将靶式数据和已有弹道仿真计算模型结合起来,克服了现有模型弹道模型计算偏差较大的问题,模型误差率控制在5%以内。
2、本发明采用六自由度弹体运动学微分方程和制导律微分方程,实时计算弹体的坐标、姿态等参数,并且与靶试数据进行比较,用实测数据来修正理论参数的偏差,包括弹道最大偏差、弹道平均偏差、弹体飞行时间偏差等指标,完成武器碰撞检测和毁伤评估。本发明采用这种技术可确保提高武器仿真的结果与实际情况的逼真度,提升弹道、碰撞检测模拟、毁伤评估的逼真度。
附图说明
图1为现有技术中弹道和碰撞检测仿真工作流程示意图;
图2为本发明的工作流程示意图;
图3为本发明导弹运动受力模型示意图;
图4为本发明目标多次碰撞示意图。
其中:α为攻角,
Figure GDA0003508968270000061
为升力,
Figure GDA0003508968270000062
为发动机推力,
Figure GDA0003508968270000063
为阻力,
Figure GDA0003508968270000064
为重力,
Figure GDA0003508968270000065
为速度。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图2至图4所示,本发明提供了一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法,通过以下步骤实现:
步骤1:弹道仿真启动后,等到数据交互周期到来;
步骤2:首先根据武器型号、气动布局、搜集到的原始设计数据,待数据交互周期到来,接收载机参数、目标参数、发射条件、武器型号,启动武器外弹道仿真进程,根据弹道参数数据库,建立弹体运动学微分方程;
步骤3:以仿真周期为步长对微分方程进行解算,得到外弹道数据,计算外弹道数据中导弹诱导阻力系数Cxi,其公式为:
Cxi=sign(α)·tabCxi(|α|,Ma)
其中,α为攻角,Ma为马赫数,sign(α)为符号函数:sign(α)=-1(α<0),0(α=0),1(α>0),tabCxi(|α|,Ma)表示在曲线型参数tabCxi中进行插值,求出函数在(|α|,Ma)处的值;
步骤4:计算外弹道数据中导弹阻力系数Cx,其公式为:
Cx=Cxi+tabCxo(Ma)
其中,Ma为马赫数,Cxo为零升阻力系数,tabCxo(Ma)表示在曲线型参数tabCxo中进行插值,求出函数在(Ma)处的值;
步骤5:计算外弹道数据中导弹阻力Q,其公式为:
Q=Cx·ρ·v2·S/2
其中,ρ为空气密度,V为速度,S为导弹面积;
步骤6:计算外弹道数据中导弹质量m,其公式为:
Figure GDA0003508968270000071
其中,
Figure GDA0003508968270000072
为质量变化率,m0为初始质量,t为时间;
步骤7:计算外弹道数据中导弹法向过载Na,其公式为:
Figure GDA0003508968270000073
其中,Cy为导弹升力系数,mg为导弹重力。Cy(αmax(Ma),Ma)为固定马赫数下,最大迎角对应的升力系数;
步骤8:利用弹道表和靶试数据验证步骤3至步骤7所获得的外弹道数据,并校正弹体空气动力学模型和校正制导律(制导武器),修正导弹法向过载
Figure GDA0003508968270000074
其公式为:
Figure GDA0003508968270000075
其中,p为发动机推力,
Figure GDA0003508968270000081
为导弹法向过载下的瞄准线旋转角速度;
步骤9:根据弹道表和靶式数据,修正导弹攻角αt+Δt、质量mt+Δt、加速度
Figure GDA0003508968270000082
速度
Figure GDA0003508968270000083
位置
Figure GDA0003508968270000084
其公式分别为:
攻角:
Figure GDA0003508968270000085
质量:
Figure GDA0003508968270000086
加速度矢量:
Figure GDA0003508968270000087
速度矢量:
Figure GDA0003508968270000088
位置矢量:
Figure GDA0003508968270000089
其中,αt+Δt为t+Δt时刻的攻角,αt为t时刻的攻角,
Figure GDA00035089682700000810
为t+Δt时刻的攻角变化率,mt+Δt为t+Δt时刻的质量,mt为t时刻的质量,
Figure GDA00035089682700000811
为t+Δt时刻的质量变化率,
Figure GDA00035089682700000812
为t+Δt时刻的加速度矢量,
Figure GDA00035089682700000813
为导弹法向过载,g为重力加速度,
Figure GDA00035089682700000814
为t+Δt时刻的速度矢量,
Figure GDA00035089682700000815
为t时刻的速度矢量,
Figure GDA00035089682700000816
为t+Δt时刻的位置矢量,
Figure GDA00035089682700000817
为t时刻的位置矢量,[0-10]T为矩阵,Δt为相对时间;
步骤10:计算弹目距离矢量
Figure GDA00035089682700000818
和标量D,其公式分别为:
Figure GDA00035089682700000819
Figure GDA00035089682700000820
其中,
Figure GDA00035089682700000821
为T时刻的位置矢量,
Figure GDA00035089682700000822
为M时刻的位置矢量,
Figure GDA00035089682700000823
是弹目距离矢量,
Figure GDA00035089682700000824
是弹目距离标量;
步骤11:对目标进行运动预测,目标对导弹相对速度矢量,其公式为:
Figure GDA00035089682700000825
其中,
Figure GDA0003508968270000091
为TM时间段的速度矢量,
Figure GDA0003508968270000092
为T时刻的速度矢量,
Figure GDA0003508968270000093
为M时刻的速度矢量,T、M均为时间;
步骤12:导弹对目标的接近速度矢量,其公式为:
Figure GDA0003508968270000094
步骤13:导弹对目标的瞄准线角速度矢量
Figure GDA0003508968270000095
其公式为:
Figure GDA0003508968270000096
其中,
Figure GDA0003508968270000097
为弹目距离矢量
Figure GDA0003508968270000098
下的瞄准线旋转角速度;
步骤14:计算武器运行轨迹,将目标投影到X轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA00035089682700000910
的目标,
其中,
Figure GDA00035089682700000911
为目标K投影到X轴的即时速度,
Figure GDA00035089682700000912
为目标K+1投影到X轴的即时速度,R为位置,T为时间,xk+1为目标K+1投影到X轴的即时位置,xk为目标K投影到X轴的即时位置;
步骤15:将目标投影到Y轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA00035089682700000914
的目标,
其中,
Figure GDA00035089682700000915
为目标K投影到Y轴的即时速度,
Figure GDA00035089682700000916
为目标K+1投影到Y轴的即时速度,R为位置,T为时间,yk+1为目标K+1投影到Y轴的即时位置,yk为目标K投影到Y轴的即时位置;
步骤16:将目标投影到Z轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure GDA0003508968270000102
的目标,
其中,
Figure GDA0003508968270000103
为目标K投影到Z轴的即时速度,
Figure GDA0003508968270000104
为目标K+1投影到Z轴的即时速度,R为位置,T为时间,zk+1为目标K+1投影到Z轴的即时位置,zk为目标K投影到Z轴的即时位置;
步骤17:采用帧间隙细节检测法在目标K和K+1中甄别确实碰撞的事件,得到最简的待检验碰撞目标集合,完成空中交汇检测;
步骤18:将步骤17所获得的碰撞检测集目标按碰撞时间的先后顺序进行排序,对排序后从前到后进行扫描,过滤多目标碰撞干扰,删除目标编号重复并且碰撞事件较晚的项,得到最终碰撞序列;
步骤19:完成弹道模型与靶式数据偏差估算,计算仿真弹道偏离靶式弹道的最大距离,其公式为:
ΔDmax=Dmax/L×100%
其中,ΔDmax为偏离的距离最大值,Dmax为距离最大值,L为总距离。
步骤20:计算仿真弹道偏离靶式弹道的距离平均值,其公式为:
ΔDaverage=Daverage/L×100%
其中,ΔDaverage为偏离的距离平均值,Daverage为距离平均值;
步骤21:计算仿真弹道偏离靶式弹道的弹体飞行时间,其公式为:
ΔT=|Tsimu-Tact|/Tact×100%
其中,ΔT为偏离的弹体飞行时间,Tsimu为仿真的弹体飞行时间,Tact为真实的弹体飞行时间;
步骤22:迭代步骤8和步骤9,即完成弹道和碰撞模型修正,输出弹体即时位置、姿态、速度和过载等,完成毁伤评估。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法,其特征在于:通过以下步骤实现:
1)数据交互周期到来,接收载机参数、目标参数、发射条件、武器型号,启动武器外弹道仿真进程,根据弹道参数数据库,建立弹体运动学微分方程;
2)以仿真周期为步长对微分方程进行解算,依次计算导弹诱导阻力系数Cxi、导弹阻力系数Cx、导弹阻力Q、导弹质量m和导弹法向过载Na,得到外弹道数据;
3)利用弹道表和靶试数据验证步骤2)所获得的外弹道数据,并校正弹体空气动力学模型和校正制导律,即依次修正导弹法向过载
Figure FDA0003508968260000011
导弹攻角αt+Δt、质量mt+Δt、加速度
Figure FDA0003508968260000012
速度
Figure FDA0003508968260000013
和位置
Figure FDA0003508968260000014
以及计算弹目距离矢量
Figure FDA0003508968260000015
和标量D;
4)对目标进行运动预测,运动预测项目依次为目标对导弹相对速度矢量
Figure FDA0003508968260000016
导弹对目标的接近速度矢量
Figure FDA0003508968260000017
和导弹对目标的瞄准线角速度矢量
Figure FDA0003508968260000018
5)计算弹道模型的武器运行轨迹,将目标投影到X轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure FDA0003508968260000019
的目标,将目标投影到Y轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure FDA00035089682600000110
的目标,将目标投影到Z轴,得到目标K和K+1的即时位置和速度,提取满足公式
Figure FDA0003508968260000021
的目标,其中,
Figure FDA0003508968260000022
为目标K投影到X轴的即时速度,
Figure FDA0003508968260000023
为目标K+1投影到X轴的即时速度,R为位置,T为时间,xk+1为目标K+1投影到X轴的即时位置,xk为目标K投影到X轴的即时位置,
Figure FDA0003508968260000024
为目标K投影到Y轴的即时速度,
Figure FDA0003508968260000025
为目标K+1投影到Y轴的即时速度,yk+1为目标K+1投影到Y轴的即时位置,yk为目标K投影到Y轴的即时位置,
Figure FDA0003508968260000026
为目标K投影到Z轴的即时速度,
Figure FDA0003508968260000027
为目标K+1投影到Z轴的即时速度,zk+1为目标K+1投影到Z轴的即时位置,zk为目标K投影到Z轴的即时位置;
6)采用帧间隙细节检测法在目标K和K+1中甄别确实碰撞的事件,得到最简的待检验碰撞目标集合,完成空中交汇检测;
7)过滤多目标碰撞干扰,将步骤6)所得到的碰撞检测集目标按碰撞时间的先后顺序进行排序,对排序后从前到后进行扫描,过滤多目标碰撞干扰,删除目标编号重复且碰撞事件较晚的项,得到最终碰撞序列;
8)完成弹道模型与靶式数据偏差估算;依次计算仿真弹道偏离靶式弹道的最大距离ΔDmax、仿真弹道偏离靶式弹道的距离平均值ΔDaverage和仿真弹道偏离靶式弹道的弹体飞行时间ΔT;
9)迭代修正导弹法向过载
Figure FDA0003508968260000028
导弹攻角αt+Δt、质量mt+Δt、加速度
Figure FDA0003508968260000029
速度
Figure FDA00035089682600000210
和位置
Figure FDA00035089682600000211
完成武器的毁伤评估,即输出弹体即时位置、姿态、速度和过载。
2.根据权利要求1所述的基于靶式数据修正的武器效能建模方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述导弹诱导阻力系数Cxi通过公式Cxi=sign(α)·tabCxi(|α|,Ma)计算获得,所述导弹阻力系数Cx通过公式Cx=Cxi+tabCxo(Ma)计算获得,所述导弹阻力Q通过公式Q=Cx·ρ·v2·S/2计算获得,所述导弹质量m通过公式
Figure FDA0003508968260000031
计算获得,所述导弹法向过载Na通过公式
Figure FDA0003508968260000032
计算获得,其中,α为攻角,Ma为马赫数,ρ为空气密度,V为速度,S为导弹面积,sign(α)为符号函数:sign(α)=-1(α<0),0(α=0),1(α>0),Cxo为零升阻力系数,tabCxi(|α|,Ma)表示在曲线型参数tabCxi中进行插值,求出函数在(|α|,Ma)处的值,tabCxo(Ma)表示在曲线型参数tabCxo中进行插值,求出函数在(Ma)处的值,
Figure FDA0003508968260000033
为质量变化率,m0为初始质量,t为时间,Cy为导弹升力系数,mg为导弹重力,Cy(αmax(Ma),Ma)为固定马赫数下,最大迎角对应的升力系数。
3.根据权利要求1所述的基于靶式数据修正的武器效能建模方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述导弹法向过载
Figure FDA00035089682600000317
通过公式
Figure FDA0003508968260000035
计算获得,所述导弹攻角αt+Δt通过公式
Figure FDA0003508968260000036
计算获得,所述质量mt+Δt通过公式
Figure FDA0003508968260000037
计算获得,所述加速度
Figure FDA0003508968260000038
通过公式计
Figure FDA0003508968260000039
算获得,所述速度
Figure FDA00035089682600000310
通过公式
Figure FDA00035089682600000311
计算获得,所述位置
Figure FDA00035089682600000312
通过公式
Figure FDA00035089682600000313
计算获得,所述弹目距离矢量
Figure FDA00035089682600000314
通过公式
Figure FDA00035089682600000315
计算获得,所述标量D通过公式
Figure FDA00035089682600000316
计算获得,其中,α为攻角,Ma为马赫数,ρ为空气密度,V为速度,S为导弹面积,Cy为导弹升力系数,mg为导弹重力,p为发动机推力,
Figure FDA0003508968260000041
为导弹法向过载下的瞄准线旋转角速度,αt+Δt为t+Δt时刻的攻角,αt为t时刻的攻角,
Figure FDA0003508968260000042
为t+Δt时刻的攻角变化率,mt+Δt为t+Δt时刻的质量,mt为t时刻的质量,
Figure FDA0003508968260000043
为t+Δt时刻的质量变化率,
Figure FDA0003508968260000044
为t+Δt时刻的加速度矢量,
Figure FDA0003508968260000045
为导弹法向过载,g为重力加速度,
Figure FDA0003508968260000046
为t+Δt时刻的速度矢量,
Figure FDA0003508968260000047
为t时刻的速度矢量,
Figure FDA0003508968260000048
为t+Δt时刻的位置矢量,
Figure FDA0003508968260000049
为t时刻的位置矢量,[0-10]T为矩阵,
Figure FDA00035089682600000410
为T时刻的位置矢量,
Figure FDA00035089682600000411
为M时刻的位置矢量,
Figure FDA00035089682600000412
是弹目距离矢量,
Figure FDA00035089682600000413
是弹目距离标量,Δt为相对时间。
4.根据权利要求1所述的基于靶式数据修正的武器效能建模方法,其特征在于:所述步骤4)中,所述目标对导弹相对速度矢量
Figure FDA00035089682600000414
通过公式
Figure FDA00035089682600000415
计算获得,所述导弹对目标的接近速度矢量
Figure FDA00035089682600000416
通过公式
Figure FDA00035089682600000417
计算获得,所述导弹对目标的瞄准线角速度矢量
Figure FDA00035089682600000425
通过公式
Figure FDA00035089682600000419
计算获得,其中,
Figure FDA00035089682600000420
为TM时间段的速度矢量,
Figure FDA00035089682600000421
为T时刻的速度矢量,
Figure FDA00035089682600000422
为M时刻的速度矢量,T、M均为时间,
Figure FDA00035089682600000423
为弹目距离矢量
Figure FDA00035089682600000424
下的瞄准线旋转角速度。
5.根据权利要求1所述的基于靶式数据修正的武器效能建模方法,其特征在于:所述步骤8)中,所述仿真弹道偏离靶式弹道的最大距离ΔDmax通过公式ΔDmax=Dmax/L×100%计算获得,所述仿真弹道偏离靶式弹道的距离平均值ΔDaverage通过公式ΔDaverage=Daverage/L×100%计算获得,所述仿真弹道偏离靶式弹道的弹体飞行时间ΔT通过公式ΔT=|Tsimu-Tact|/Tact×100%计算获得,其中,ΔDmax为偏离的距离最大值,Dmax为距离最大值,L为总距离,ΔDaverage为偏离的距离平均值,Daverage为距离平均值,ΔT为偏离的弹体飞行时间,Tsimu为仿真的弹体飞行时间,Tact为真实的弹体飞行时间。
CN202110189777.7A 2021-02-18 2021-02-18 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法 Active CN112836383B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110189777.7A CN112836383B (zh) 2021-02-18 2021-02-18 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110189777.7A CN112836383B (zh) 2021-02-18 2021-02-18 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112836383A CN112836383A (zh) 2021-05-25
CN112836383B true CN112836383B (zh) 2022-04-12

Family

ID=75933771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110189777.7A Active CN112836383B (zh) 2021-02-18 2021-02-18 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112836383B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114297871B (zh) * 2021-12-30 2022-11-22 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 基于弹靶斜碰的跳弹轨迹预测模型
CN115879327B (zh) * 2023-02-24 2023-05-30 山东捷瑞数字科技股份有限公司 基于数字孪生的毁伤效能评估方法、装置、设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102508963A (zh) * 2011-11-02 2012-06-20 哈尔滨工业大学 一种基于仿真的参数化武器作战效能分析系统及其分析方法
CN104143028A (zh) * 2014-08-12 2014-11-12 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种基于仿真实验的装甲装备毁伤规律分析方法
CN106952039A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 上海机电工程研究所 武器装备体系效能评估指标体系构建方法
CN107967134A (zh) * 2017-11-20 2018-04-27 中国人民解放军国防科技大学 一种新型作战效能仿真建模方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102508963A (zh) * 2011-11-02 2012-06-20 哈尔滨工业大学 一种基于仿真的参数化武器作战效能分析系统及其分析方法
CN104143028A (zh) * 2014-08-12 2014-11-12 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种基于仿真实验的装甲装备毁伤规律分析方法
CN106952039A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 上海机电工程研究所 武器装备体系效能评估指标体系构建方法
CN107967134A (zh) * 2017-11-20 2018-04-27 中国人民解放军国防科技大学 一种新型作战效能仿真建模方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
外弹道数据融合实时算法研究;孙东等;《指挥控制与仿真》;20090815(第04期);第100-102页 *
导弹飞行试验破片速度测定方法及其误差修正模型研究;傅常海等;《国防科技大学学报》;20080415;第30卷(第2期);123-127页 *
巡航导弹作战效能分析;顾潮琪;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》;20060715(第7期);C032-14 *
精确制导武器对地面目标毁伤效能研究;张君齐等;《舰船电子工程》;20110320;第31卷(第3期);24-27页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112836383A (zh) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112836383B (zh) 一种基于靶式数据修正的武器效能建模方法
CN108983800B (zh) 一种基于深度学习的飞机姿态控制方法
CN111442697A (zh) 一种基于伪谱法修正的过重补制导方法和弹道整形制导方法
CN111707148B (zh) 一种时变时延条件下多导弹协同制导方法及系统
CN109033493B (zh) 基于无迹卡尔曼滤波的辨识高速旋转弹气动参数滤波方法
CN111649624B (zh) 一种空间微型精确制导武器控制方法
CN110187713A (zh) 一种基于气动参数在线辨识的高超声速飞行器纵向控制方法
CN107367941B (zh) 高超声速飞行器攻角观测方法
CN112749761A (zh) 基于注意力机制和循环神经网络的敌方作战意图识别方法及系统
AU2010283586A1 (en) System integration
CN113139331A (zh) 一种基于贝叶斯网络的空空导弹态势感知与决策方法
CN112464451B (zh) 基于作战仿真系统的防空导弹武器命中概率修正方法
CN114020021A (zh) 一种多导弹分布式协同制导律的设计方法及系统
CN116611160A (zh) 基于一段实测弹道参数的无控飞行器在线实时特征参数辨识与弹道预报方法
Moon et al. Trajectory estimation for a ballistic missile in ballistic phase using IR images
CN109376364A (zh) 基于扩展卡尔曼滤波的高速旋转弹气动参数辨识方法
CN115686059A (zh) 一种基于伪谱法的高超声速飞行器禁飞区规避制导方法
CN105987652A (zh) 姿态角速率估算系统及应用其的弹药
Baba et al. Air combat guidance law for an UCAV
CN111539131A (zh) 射击诸元解算方法、解算器和自行高炮
Kaplan et al. The analysis of a generic air-to-air missile simulation model
KR102488429B1 (ko) 딥러닝 기반의 함포 사격 제원 제공 시스템 및 방법
CN115046433B (zh) 基于深度强化学习的飞行器时间协同制导方法
CN113094817B (zh) 一种直升机武器发射响应的计算方法
CN117870460A (zh) 一种基于滑模控制的进攻弹俯冲段制导方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant