CN114091255B - 一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于舰炮对陆射击火力毁伤评估技术领域，涉及一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法。本发明通过对不同的舰炮弹药分类，使用不同的算法计算毁伤值，使得计算得到数据更加精确。因此，本发明具有适用于多种舰炮弹药类型计算毁伤评估的显著特点，也可适用于其他类似的榴弹炮对地间接攻击毁伤计算仿真。
Description
技术领域
本发明属于舰炮对陆射击火力毁伤评估技术领域，涉及一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法。
背景技术
水面舰艇舰炮对陆攻击时，由于战场偶然性因素的客观存在，这些因素可能包括目标的高速不规则运动、战场掩体、战场障碍物、自然界天然屏障等诸多因素，从而导致直接射击方式存在不能够直接命中目标的情况发生，无法达成直接毁伤目标的战术意图。这种背景下衍生出了间接射击这种新型的进攻方式，作为直接射击方式的有效弥补。所谓间接射击是指通过预先设定若干特定的攻击区域，通过火力覆盖这些区域从而完成间接打击目标的作战目的。通过对间接射击作战造成的毁伤进行仿真评估，使得为舰炮对陆火力攻击规划提供仿真数据支撑，为指挥员定下舰炮对陆攻击战斗决心提供一种有效的仿真计算手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法，以达到为舰炮对陆火力攻击规划提供仿真数据支撑的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法，步骤如下：
步骤1：评估间接射击结果，首先确定基本的射击者所发射的弹药类型；若弹药类型为普通榴弹和改进型常规弹药，进入步骤2；若弹药类型为子母弹弹药，进入步骤3；若弹药类型为精确制导弹药，进入步骤4；
步骤2：对于每一次射击任务，采用A算法，计算对均匀分布在目标区域的装备项的毁伤值，将目标区域分成具有长和宽的矩形网，每个网格的每个齐射回合的效果分别计算，效果结合起来确定整个毁伤值，进入步骤5，
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤值；
Ntgt：作为目标的火力集中点中的装备类型数；
NR：距离上的网格数；
ND：方向上的网格数；
网格(j,k)中装备类型i的毁伤概率；
NV：弹群数或齐射次数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率。
步骤3：对于每一次射击任务，采用B算法，计算对均匀分布在目标区域内的装备的毁伤值，进入步骤5，
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i在弹药覆盖区域的概率；
Nsubs：覆盖目标区域的弹药数。
步骤4：对于每一次射击任务，采用C算法，计算被攻击目标的毁伤值，进入步骤5，
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤评估值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i的概率；
Nmun：攻击装备类型i的弹药数。
步骤5：汇总目标毁伤值，累计后输出结果。
所述的A算法具体如下：
A算法的输入数据为：
NV：弹群或齐射数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率；
A算法的输出数据为：
毁伤评估值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
A算法的执行过程为：
For每一个射击任务(多次齐射)
For每一个目标火力集中点
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型对
计算毁伤；
Next目标火力集中点
Next射击任务(多次齐射)
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤评估值；
Ntgt：火力集中点中作为目标的装备类型数；
NR：距离上的网格数；
ND：方向上的网格数；
网格(j,k)中对装备类型i的毁伤概率；
NV：弹群数或齐射次数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率；
可调参数为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
落角(仅榴弹)：在1/3到2/3最大射距离上的落角(单位：度)；
布撒半径(仅改进型常规弹药)：在1/3到2/3最大射距离上的弹药布撒半径(单位：米)。
所述的B算法具体如下：
B算法的输入数据为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
飞行可靠性(可靠性值取0.00～1.00)；
弹药数；
弹药可靠性(榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00)；
目标定位误差(单位：米)：弹群中心与弹群每一瞄准点的距离和方向的偏差；
假目标密度：每平方米内的假目标的数量，这包括自然的地物特征、已毁伤或失去战斗功能的作战车辆，它们能够欺骗弹药的目标获取装置，作战车辆数量的计算基于模型的杀伤而动态确定；这个因素用来处理基于地形数据的假目标问题；
弹药覆盖区域的宽和长(单位：米)
B弹药模式的宽和长(单位：米)
对目标项类型的探测概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)/>杀伤目标类型单元的概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)
B算法的执行过程为：
For每一个射击任务(多次齐射)
For每一个目标火力集中点
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型对
计算毁伤
Next目标火力集中点
Next射击任务(多次齐射)
B算法的输出数据为：
输出数据用户不能直接观察，毁伤值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i在弹药覆盖区域的概率；
Nsubs：覆盖目标区域的弹药数。
所述的C算法具体如下：
C算法的输入数据为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
飞行可靠性(可靠性值取0.00～1.00)；
弹药数；
弹药可靠性(榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00)；
目标定位误差(单位：米)：弹群中心与弹群每一瞄准点的距离和方向的偏差；
假目标密度：每平方米内的假目标的数量，这包括自然的地物特征、已毁伤或失去战斗功能的作战车辆，它们能够欺骗弹药的目标获取装置，作战车辆数量的计算基于模型的杀伤而动态确定；这个因素用来处理基于地形数据的假目标问题；
弹药覆盖区域的宽和长(单位：米)
B弹药模式的宽和长(单位：米)
对目标项类型的探测概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)/>杀伤目标类型单元的概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)
C算法的输出数据为：
C算法的毁伤评估值，用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
C算法的限制条件：
假定精确制导弹药处于提供末段制导己方的控制之下，而不是在远距离传感器下。
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i的概率；
Nmun：攻击装备类型i的弹药数。
本发明的有益效果：
本发明通过对不同舰炮弹药的分类，使用不同的算法计算毁伤值，使得计算得到数据更加精确。因此，本发明具有适用于计算多种弹药类型的舰炮毁伤评估仿真，也可适用于其他类似的加农炮对地间接攻击毁伤评估仿真。
附图说明
图1是本发明的算法流程图；
图2是本发明的A算法实例；
图3是本发明的B算法实例。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，该图是本发明的算法流程图。
一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法，步骤如下：
步骤1：评估间接射击结果，首先确定基本的舰炮所发射的弹药类型；若弹药类型为普通榴弹和改进型常规弹药，进入步骤2；若弹药类型为子母弹弹药，进入步骤3；若弹药类型为精确制导弹药，进入步骤4；
步骤2：对于每一次射击任务，采用A算法，计算对均匀分布在目标区域的装备的毁伤值，将目标区域分成具有长和宽的矩形网，每个网格的每个齐射回合的效果分别计算，效果结合起来确定整个毁伤值，评估每次齐射效能最大范围内的效果，并且为最大效能内的每个目标计算伤亡等级，如图2所示。
A算法：
算法概述：采用攻击实体所发射的弹药和目标装备类型等参数作为输入，计算对目标实体(应用于火力集中点层)的毁伤值，该毁伤值接下来应用于属于目标资源管理中的不同的资源，对每个资源项产生作用。资源的减少量结果存贮在战场空间实体资源管理中，并且由间接射击的数据采集器进行累计。结果计算后立即应用，而不是像直接射击评估周期一样要在规定的时间结束时应用。
A算法的输入数据为：
NV：弹群或齐射数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率。
A算法的输出数据为：
毁伤评估值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用数据采集器来累计。
A算法的执行过程为：
For每一个射击任务(多次齐射)
For每一个目标火力集中点
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型
计算毁伤；
Next目标火力集中点
Next射击任务(多次齐射)
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤评估值；
Ntgt：火力集中点中作为目标的装备类型数；
NR：距离上的网格数；
ND：方向上的网格数；
网格(j,k)中对装备类型i的毁伤概率；
NV：弹群数或齐射次数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率。
用户可调参数为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
落角(仅限于榴弹)：在1/3到2/3最大射距离上的落角(单位：度)；
布撒半径(仅限于改进型常规弹药)：在1/3到2/3最大射距离上的弹药布撒半径(单位：米)。
A算法的局限条件：
A算法将弹道数据分为三段来近似计算，这种方法适合战役层次快速计算舰炮效果的仿真需求，当特定的弹道效果需要研究时可以使用更细的舰炮仿真。如果需要再细分距离带，需要更加仔细地考察代码正确计算效果的有效性。
每种弹药参数设置如下所示：
飞行可靠性(可靠性值取0.00～1.00)；
弹药数；
弹药可靠性(榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00)；
状况：弹药攻击的目标所处的状况(暴露和遮蔽)，这里存在一个假设：
战场空间实体始终是暴露。静止战场空间实体根据用户设定的时间试图遮蔽或完全遮蔽，完全暴露和完全遮蔽之间的值在用户设定的时间内根据直线基线计算，中值杀伤面积也是用该方法计算。
所给定状况下每种弹药对敌种类型的目标项的杀伤面积：弹药在1/3到2/3最大射距离上的对目标达到给定的期望毁伤的杀伤面积(平方米)。
步骤3：对于每一次射击任务，采用B算法，计算对均匀分布在目标区域内的装备项的毁伤值，算法的关注重点是确定在给定目标区域内能够影响装备项的弹药数量，如图3所示，弹药扫过目标区域确定能够获得目标区域装备项任何部分的弹药比率。B在给定的同样的毁伤条件下与高分辨率的结果相当，在低分辨率模型中评估毁伤具有快速和高可信度。
B算法
算法概述：采用攻击实体所发射的弹药和目标装备类型等参数作为输入，计算对目标实体(应用于火力集中点层)的毁伤值，该毁伤值接下来应用于属于目标资源管理中的不同的资源，对每个资源项产生作用。
算法的输入数据为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；/>平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差(单位：米)；
飞行可靠性(可靠性值取0.00～1.00)；
弹药数；
弹药可靠性(榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00)；
目标定位误差(单位：米)：弹群中心与弹群每一瞄准点的距离和方向的偏差。
假目标密度：每平方米内的假目标的数量，这包括自然的地物特征、和已毁伤或丧失作战功能的作战车辆，它们能够欺骗弹药的目标获取装置，作战车辆份额的计算基于模型的杀伤而动态确定。这个因素用来处理基于地形数据的假目标问题。
弹药覆盖区域的宽和长(单位：米)
B弹药模式的宽和长(单位：米)
对目标项类型的探测概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)/>杀伤目标类型单元的概率(每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00)
B算法的执行过程为：
For每一个射击任务(多次齐射)
For每一个目标火力集中点
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型对
计算毁伤
Next目标火力集中点
Next射击任务(多次齐射)
B算法的输出数据为：
输出数据用户不能直接观察，毁伤值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击的数据采集器来累计。
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i在弹药覆盖区域的概率；
Nsubs：覆盖目标区域的弹药数。
步骤4：对于每一次射击任务，采用C算法，计算被精确制导弹药攻击的目标毁伤值。C算法用于评估被攻击的目标是点目标(武器装备的单项)，毁伤主要对主目标计算，根据爆炸模式的大小可能带有附带毁伤。
C算法
C算法的输入数据为：
与B算法类似。
算法的输出数据为：
C算法的毁伤评估值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击的数据采集器来累计。
C算法的局限条件：
假定精确制导弹药处于提供末段制导己方的控制之下，或者是直接射击距离内，而不是在远距离传感器下。
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i的概率；
Nmun：攻击装备类型i的弹药数。
步骤5：将计算所得的毁伤值应用于资源条目中的不同资源，存储资源的减少量，由间接射击的数据采集器进行累计；输出数据采集器中的累计结果。
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
我方射击武器包括某口径舰炮，目标为某型坦克，根据当量计算，以某口径舰炮毁伤该坦克所需目标毁伤必须命中普通榴弹弹数为3枚。
运用Matlab语言编制仿真程序，并进行了相关演算。
设距离上的网格数为30、50、80、100，方向上的网格数为5、10、20、30根据A算法计算命中该坦克类型装备的毁伤值，根据命中概率与射击距离之间进行数据演算，得出数据如下表所示：
表1A算法计算
根据某类型普通榴弹舰炮弹药毁伤模型计算命中某类型装甲车目标的毁伤值，根据命中概率与射击距离、射击弹药数量之间进行数据演算，得出数据如下表所示:
表2轻型弹药毁伤模型计算
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：评估间接射击结果，首先确定舰炮所发射的弹药类型；若弹药类型为普通榴弹和改进型常规弹药，进入步骤2；若弹药类型为子母弹弹药，进入步骤3；若弹药类型为精确制导弹药，进入步骤4；
步骤2：对于每一次射击任务，采用A算法，计算对均匀分布在目标区域的装备项的毁伤值，将目标区域分成具有长和宽的矩形网，每个网格的每个群射回合的效果分别计算，效果结合起来确定整个毁伤值，进入步骤5，计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤值；
作为目标的火力集中点中的装备类型数；
距离上的网格数；
方向上的网格数；
网格(j,k)中装备类型i的毁伤概率；
弹群数或齐射次数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率；
步骤3：对于每一次射击任务，采用B算法，计算对均匀分布在目标区域内的装备项的毁伤值，进入步骤5，
其中：
对装备类型i毁伤值；
在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i在弹药覆盖区域的概率；
覆盖目标区域的弹药数；
步骤4：对于每一次射击任务，采用C算法，计算被攻击目标的毁伤值，进入步骤5，
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i的毁伤评估值；
在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i的概率；
攻击装备类型i的弹药数；
步骤5：汇总目标毁伤值，累计后输出结果；
所述的A算法具体如下：
A算法的输入数据为：
弹群或齐射数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率；
A算法的输出数据为：
毁伤评估值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
A算法的执行过程为：
For每一个射击任务，多次群射
For每一个目标火力集中点
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型对
计算毁伤；
Next目标火力集中点
Next射击任务，多次群射
计算毁伤的主方程式为：
其中：
FD：对装备类型i的毁伤评估值；
i
Ntgt：火力集中点中作为目标的装备类型数；
NR：距离上的网格数；
ND：方向上的网格数；
网格(j,k)中对装备类型i的毁伤概率；
NV：弹群数或齐射次数；
网格(j,k)在方向上的覆盖率；
网格(j,k)在距离上的覆盖率；
可调参数为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；/>平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；
仅榴弹的落角：在1/3到2/3最大射距离上的落角，单位：度；
仅改进型常规弹药的布撒半径：在1/3到2/3最大射距离上的弹药布撒半径，单位：米；
所述的B算法具体如下：
B算法的输入数据为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；/>平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；
飞行可靠性：可靠性值取0.00～1.00；
弹药数；
弹药可靠性：榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00；
目标定位误差：弹群中心与弹群每一瞄准点的距离和方向的偏差，单位：米；
假目标密度：每平方米内的假目标的数量，这包括自然的地物特征、已毁伤或失去战斗功能的作战车辆，它们能够欺骗弹药的目标获取装置，作战车辆数量的计算基于模型的杀伤而动态确定；这个因素用来处理基于地形数据的假目标问题；
弹药覆盖区域的宽和长，单位：米
B弹药模式的宽和长，单位：米
对目标项类型的探测概率：每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00
杀伤目标类型单元的概率：每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00
B算法的执行过程为：
For每一个射击任务，多次群射；
For每一个目标火力集中点；
For每一个弹药类型杀伤面积-目标类型对；
计算毁伤；
Next目标火力集中点；
Next射击任务，多次群射；
B算法的输出数据为：
输出数据用户不能直接观察，毁伤值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
Ntgt：在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i在弹药覆盖区域的概率；
Nsubs：覆盖目标区域的弹药数；
所述的C算法具体如下：
C算法的输入数据为：
精度误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；/>平均作用点瞄准误差：在1/3到2/3最大射距离上的方向和距离误差，单位：米；
飞行可靠性：可靠性值取0.00～1.00；
弹药数；
弹药可靠性：榴弹取1.0；改进型常规弹药取0.00～1.00；
目标定位误差：弹群中心与弹群每一瞄准点的距离和方向的偏差，单位：米；
假目标密度：每平方米内的假目标的数量，这包括自然的地物特征、已毁伤或失去战斗功能的作战车辆，它们能够欺骗弹药的目标获取装置，作战车辆数量的计算基于模型的杀伤而动态确定；这个因素用来处理基于地形数据的假目标问题；
弹药覆盖区域的宽和长，单位：米
B弹药模式的宽和长，单位：米
对目标项类型的探测概率：每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00
杀伤目标类型单元的概率：每个可攻击目标类型的取值为0.00～1.00
C算法的输出数据为：
C算法的毁伤评估值用来评定仿真计算过程中目标在目标火力集中点中损耗的资源项，并且用间接射击数据采集器来累计；
C算法的限制条件：
假定精确制导弹药处于提供末段制导己方的控制之下，而不是在远距离传感器下；
计算毁伤的主方程式为：
其中：
对装备类型i毁伤值；
在目标火力集中点中的装备类型数；
对装备类型i的毁伤概率；
所选装备类型i的概率；
攻击装备类型i的弹药数。
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| CN202111385873.5A CN114091255B (zh) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 一种舰炮对陆间接射击火力毁伤评估仿真方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| CN114091255A CN114091255A (zh) | 2022-02-25 |
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2021
- 2021-11-22 CN CN202111385873.5A patent/CN114091255B/zh active Active
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| 舰炮对敌野战炮兵连射击效果实时评估;李学起;汪德虎;关庆云;孙东彦;;火力与指挥控制(第06期);全文 * |
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| Publication number | Publication date |
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| CN114091255A (zh) | 2022-02-25 |
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