防空导弹命中毁伤过程建模仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种防空导弹命中毁伤过程建模方法，涉及导弹仿真方法技术领域。包括以下步骤：根据来袭目标运动相关参数和防空导弹具体采用的导引规律，建立导引规律数学模型；根据防空导弹和来袭目标运动涉及的相关参数建立导弹发射后攻击来袭目标的弹目相对运动数学模型；运用该弹道仿真模型的导弹飞行速度仿真结果进行导弹速度插值拟合；根据防空导弹的命中参数建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型；训练人员操作上述模型进行防空导弹发射训练。所述方法通过建立防空导弹命中毁伤过程仿真模型，仿真防空导弹飞行、命中毁伤目标全过程的作战过程，培训人员操作模型进行导弹发射训练，提高了训练人员的培训效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导弹的仿真方法
，尤其涉及一种防空导弹命中毁伤过程建模仿真方法。
技术介绍
作战仿真是对在实际的或假想的环境下，按照设计的规则、数据和过程行动的两支或多只部队进行对抗的仿真。运用作战仿真技术可以方便地实现对防空导弹武器装备作战运用的各种研究。运用作战仿真技术开发防空导弹半实物仿真训练模拟系统，能够进行防空导弹武器装备作战研究，可以提高防空导弹武器装备作战运用水平，满足防导弹日常操作训练与评估、技术培训等需要，加快武器系统形成战斗力。开发日常作战操作的防空导弹半实物仿真训练模拟系统，关键问题之一是如何实现实时或超实时的防空导弹攻击来袭目标的交战过程建模和仿真。防空导弹交战过程是指：操作员在得到指挥员可以发射导弹命令后，择机发射防空导弹，随后防空导弹发射按导引弹道飞行与目标交会，并以一定命中毁伤概率摧毁来袭目标。此问题事关能否逼真营造描绘导弹攻击来袭目标交战过程的战场环境和评估受训人员的训练效果。此问题的解决需要首先建立导弹攻击目标全过程的导引规律及弹道数学模型和仿真模型，其中，根据运行防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型而得到满足一定精度要求的导弹飞行速度仿真数据，以及杀伤区相关数据，分别建立了符合实际的导弹速度参数和单发射击毁伤概率数学模型。然后将一个符合均匀分布的随机数，与防空导弹射表中某一情况下的实际命中毁伤概率进行比较，从而实现逼真仿真防空导弹飞行、命中毁伤目标全过程的作战过程。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种防空导弹命中毁伤过程建模仿真方法，所述方法通过建立防空导弹命中毁伤过程仿真模型，仿真防空导弹飞行、命中毁伤目标全过程的作战过程，培训人员操作模型进行导弹发射训练，提高了训练人员的培训效果。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）根据来袭目标运动相关参数和防空导弹具体采用的导引规律，建立导引规律数学模型，以仿真防空导弹受控飞行过程；2）根据防空导弹和来袭目标运动涉及的相关参数建立导弹发射后攻击来袭目标的弹目相对运动数学模型，以仿真弹目相对运动过程；3）构建一个防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型，运用该弹道仿真模型的导弹飞行速度仿真结果进行导弹速度插值拟合，以得到弹目相对运动仿真过程中的防空导弹运动速度参数；4）根据防空导弹的命中参数建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型。进一步的技术方案在于：所述方法还包括训练人员操作上述模型进行防空导弹发射训练的步骤。进一步的技术方案在于：所述的步骤1）中：以防空导弹导引规律采用三点法导引规律为例，设制导站静止，以导弹发射坐标系作为参考坐标系，建立导引规律数学模型如下：（1）（2）上式中分别是导弹、目标高低角；分别是导弹、目标方位角。进一步的技术方案在于：所述的步骤2）中：假设来袭目标为水平匀速直线运动，描述防空导弹发射后攻击来袭目标交战过程的导引弹道，涉及的参数包括：导弹斜距、目标斜距、导弹高低角导弹、目标高低角、导弹方位角、目标方位角、导弹速度、目标速度、导弹速度矢量前置角、目标速度矢量前置角、导弹航向角、目标航向角，根据上述参数建立导弹发射后攻击来袭目标的导引弹道数学模型，即弹目相对运动数学模型如下：（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）进一步的技术方案在于：所述的步骤3）中：基于MATLAB/SIMULINK仿真平台构建一个防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型，并得到满足一定精度要求的导弹飞行速度仿真数据。进一步的技术方案在于：所述的步骤3）中：根据得到的满足一定精度要求的导弹飞行速度仿真数据进行了导弹速度插值拟合，从而得到用于计算弹目相对运动数学模型中导弹飞行速度参数的模型如下：（10）上式中是导弹飞行速度；是拟合表达式系数；是仿真运行时间。进一步的技术方案在于：所述步骤4）中：根据导弹斜距、导弹单发射击毁伤概率、导弹战斗部杀伤半径，建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型如下：（11）上式中是一个符合均匀分布的随机数，是目标与导弹间相对距离。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法通过建立防空导弹命中毁伤过程仿真模型，仿真防空导弹飞行、命中毁伤目标全过程的作战过程，培训人员操作模型进行导弹发射训练，提高了训练人员的培训效果。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术中三点法导引规律原理图；图2是本专利技术中防空导弹六自由度弹道仿真模型图；图3是本专利技术中防空导弹交战过程仿真流程。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术公开了一种防空导弹命中毁伤过程建模仿真方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、建立导引规律数学模型假设防空导弹采用三点法导引规律。设制导站静止，以导弹发射坐标系作为参考坐标系，如图1所示。建立导引规律数学模型如下：（1）（2）上式中分别是导弹、目标高低角；分别是导弹、目标方位角。步骤二、建立导引弹道数学模型假设来袭目标为水平匀速直线运动，描述防空导弹发射后攻击来袭目标交战过程的导引弹道，涉及的主要参数包括（参见图1）：导弹斜距、目标斜距、导弹高低角导弹、目标高低角、导弹方位角、目标方位角、导弹速度、目标速度、导弹速度矢量前置角、目标速度矢量前置角、导弹航向角、目标航向角。建立导弹发射后攻击来袭目标的导引弹道数学模型，即弹目相对运动数学模型如下：（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）步骤三、建立防空导弹飞行速度六自由度飞行动态弹道仿真模型为达到逼真仿真出导弹导引飞行弹道，同时又满足训练过程对实时性的要求，对于参数导弹飞行速度，基于MATLAB/SIMULINK仿真平台构建一个防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型，并得到满足一定精度要求的导弹飞行速度仿真数据。根据得到的满足一定精度要求的导弹飞行速度仿真数据进行导弹速度插值拟合，从而得到用于计算弹目相对运动数学模型中导弹飞行速度参数的模型如下：（10）上式中是导弹飞行速度；是拟合表达式系数；是仿真运行时间。步骤四、建立导弹单发射击毁伤概率数学模型导弹命中目标是一个当导弹接近目标并与之发生交会时，以一定概率命中毁伤目标的随机事件。此概率称为导弹单发射击毁伤概率，记为。它是目标速度、目标航路捷径、导弹高度、导弹斜距的函数，即。因现在构建是作战操作训练模拟系统，而不是针对弹道特性研究的地空导弹弹道仿真系统。所以，对于典型目标，在一定范围内可以认为目标速度恒定。因此，导弹单发射击毁伤概率可简化为。进一步可通过区分不同的航路捷径值，将表达为一些二维表。根据、、导弹战斗部杀伤半径建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型如下：（11）上式中是一个符合均匀分布的随机数；是目标与导弹间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）根据来袭目标运动相关参数和防空导弹具体采用的导引规律，建立导引规律数学模型，以仿真防空导弹受控飞行过程；2）根据防空导弹和来袭目标运动涉及的相关参数建立导弹发射后攻击来袭目标的弹目相对运动数学模型，以仿真弹目相对运动过程；3）构建一个防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型，运用该弹道仿真模型的导弹飞行速度仿真结果进行导弹速度插值拟合，以得到弹目相对运动仿真过程中的防空导弹运动速度参数；4）根据防空导弹的命中参数建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型。

【技术特征摘要】
1.一种防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）根据来袭目标运动相关参数和防空导弹具体采用的导引规律，建立导引规律数学模型，以仿真防空导弹受控飞行过程；2）根据防空导弹和来袭目标运动涉及的相关参数建立导弹发射后攻击来袭目标的弹目相对运动数学模型，以仿真弹目相对运动过程；3）构建一个防空导弹六自由度飞行动态弹道仿真模型，运用该弹道仿真模型的导弹飞行速度仿真结果进行导弹速度插值拟合，以得到弹目相对运动仿真过程中的防空导弹运动速度参数；4）根据防空导弹的命中参数建立导弹命中目标事件的单发射击毁伤概率数学模型。2.如权利要求1所述的防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述方法还包括训练人员操作上述模型进行防空导弹发射训练的步骤。3.如权利要求1所述的防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述的步骤1）中：以防空导弹导引规律采用三点法导引规律为例，设制导站静止，以导弹发射坐标系作为参考坐标系，建立导引规律数学模型如下：（1）（2）上式中分别是导弹、目标高低角；分别是导弹、目标方位角。4.如权利要求1所述的防空导弹命中毁伤过程建模方法，其特征在于所述的步骤2）中：假设来袭目标为水平匀速直线运动，描述防空导弹发射后攻击来袭目标交战过程的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柯，柳鹏，姜会霞，史连艳，魏保华，范书义，李岩，郑思龙，罗锦，何鑫，孔子华，
申请(专利权)人：中国人民解放军军械工程学院，
类型：发明
国别省市：河北;13