一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，包含以下步骤：1：针对飞机平台某一作战任务，进行OODA环路分析，选取各环节参数；2：确定自控终点捕获目标概率要求和导弹散布误差；3：确定满足导弹捕获概率要求的导航误差；4：确定满足导弹捕获概率要求的传感器目标定位误差；5：确定满足要求的火控攻击误差；6：将导航误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差进行误差合成，计算导弹出界概率，验证是否满足战技指标“命中率”要求，完成整个基于OODA环路航电系统关键性能指标的闭环分析。本发明专利技术不仅提高了系统设计效率，降低了系统复杂程度，可有效支撑航电系统综合设计，而且能够缩短开发周期，节约开发成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空电子
，特别涉及一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析的方法。
技术介绍
航电系统关键性能指标是定量描述航电系统重要特征的一组参数，它是航电系统论证阶段根据作战需要，结合当时技术水平提出来的，是设计和检验航电系统的主要依据。精度分析与误差分配是为了提高航空电子综合系统性能而对影响其精度的因素进行科学分析的方法，它贯穿于航电系统研制、定型的各个阶段，是进行系统方案考核以及性能评估的有效手段。在系统顶层设计中，最关心的是航空电子综合系统的武器火控精度。如图2所示，美国空军上校创立的“OODA”(Obsersve观察、Orient判断、Decide决策、Action行动)理论已经广泛应用于商业战争(如Dell、Zara)和尖端武器(如F15、F16、C4ISR)的研制中。其中，观察指收集与试图解决的问题有关的信息，为下一步的分析决策提供必要的素材；判断指根据所得信息的特点，及要解决的问题或要达到的目的，建立问题解决模型，对信息进行综合加工；决策指对由问题解决模型所做出的各种决策进行选择，选出有助于问题解决的决策；行动指根据采取行动的结果进行反馈指导，尽快的调整优化观察、判断的方法，做出更明智的决策，以便于比对手更快，取得更好的结果，进而形成良好的“OODA”环。在航空武器装备中，OODA分别被描述成数据获取(观察)、态势认知(判断)、战术决策(决策)、计划执行(行动)。有鉴于此，本专利技术提供了一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，能够将作战飞机任务层级的战技指标“命中率“转化为航电系统层级的关键功能的性能指标要求，支持航电系统导航定位、目标探测、火控攻击等关键性能指标的精度分析与评估，为开展航电系统综合设计提供参考和依据，可提高系统设计效率，缩短开发周期，节约开发成本。
技术实现思路
为了能找到提高航空电子系统性能的合理途径，本专利技术的专利技术目的在于提供一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，将作战飞机任务层级的战技指标“命中率”转化成航电系统层级的关键功能的性能指标要求，支持航电系统导航定位、目标探测、火控攻击等关键性能指标的精度分析与评估，从而为开展航电系统综合设计提供参考和依据，并提高系统设计效率，缩短开发周期，节约开发成本。本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，包含以下步骤：步骤1：针对飞机平台某一作战任务，进行OODA环路分析，选取导航定位误差作为数据获取环节的误差，传感器目标定位误差作为数据获取环节和态势认知环节的综合误差，火控攻击误差作为战术决策和计划执行环节的综合误差；步骤2：根据飞机平台作战任务中航电武器系统采用的“自主制导+末段寻的制导”的两段式制导体制，采用等分配法将战技指标“命中率”分配至自主制导段的自控终点捕获目标概率Pb和在自控终点正常捕获目标的情况下导弹的命中概率Pd；再计算导弹散布误差，所述导弹散布误差包含高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差；步骤3：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立导航误差传递模型，将平台导航误差传递到目标误差和导弹误差，确定满足导弹捕获概率要求的导航误差；步骤4：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立目标定位误差传递模型，将导弹散布误差分配至载机传感器探测定位误差，确定满足导弹捕获概率要求的传感器目标定位误差；步骤5：依据自控终点捕获目标概率要求和导弹散布误差，建立导弹的任务火控计算数学模型，同时分析影响目标参数计算和导弹自控终点散布的误差因素，采用蒙特卡洛法进行仿真，确定满足要求的火控攻击误差；步骤6：将步骤3～5中确定的导航误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差进行误差合成，计算导弹出界概率，验证是否满足战技指标“命中率”要求，完成整个基于OODA环路航电系统关键性能指标的闭环分析。依据上述特征，所述步骤2中计算高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差的方法为：(1)在自控终点捕获目标概率Pb确定的情况下，将导弹捕获域等效为矩形，采用等概率分配法，结合正态分布表，计算自主制导段高度捕获概率Pby和侧向捕获概率Pbz，捕获点允许的高度散布σby和侧向散布σbz；(2)在命中概率Pd确定的情况下，将导弹捕获域等效为矩形，采用等概率分配法，结合正态分布表，计算末制导段高度命中概率Pdy和侧向命中概率Pdz，命中点允许的高度散布σdy和侧向散布σdz；(3)采用等概率分配法，将捕获点允许的高度散布σby和侧向散布σbz平均分配到目标定位误差及其他误差源上，计算出高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差。依据上述特征，所述步骤3具体包含：(1)依据导航误差传递叠加原理，建立导航误差传递模型，将飞机平台导航误差叠加到导弹位置误差和目标定位误差上；(2)以导弹自主制导段的自控终点捕获目标概率Pb作为导航误差的约束指标，建立导弹末制导交接概率数学模型，计算满足导弹捕获目标概率Pb的导航误差。依据上述特征，所述步骤4具体包含：(1)采用等分配法将步骤2中的高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差分配至载机传感器探测误差，同时建立误差传递模型，计算出传感器距离测量误差σR、方位探测误差σμ及俯仰探测误差σv；(2)采用等分配法将距离测量误差σR、方位探测误差σμ及俯仰探测误差σv继续分配到至载机的雷达系统、光电系统和电子战系统，计算出同时满足战技指标和导弹捕获目标概率的传感器目标定位误差，所述传感器目标定位误差包括各传感器分系统的目标距离测量误差σ1R、目标方位探测误差σ1μ及目标俯仰探测误差σ1v。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，能够对影响航空电子系统精度的因素进行科学的分析与仿真计算，将飞机平台任务层级的战技指标“命中率”转化成航电系统层级的关键功能的性能指标要求，支持航电系统导航定位、目标探测、火控攻击等关键性能指标的误差分析与评估，不仅提高了系统设计效率，降低了系统复杂程度，可有效支撑航电系统综合设计，而且能够缩短开发周期，节约开发成本。附图说明图1为一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法的流程示意图；图2为OODA循环示意图；图3为导弹误差传递叠加示意图；图4为误差合成流程图。具体实现方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1的实施例所示，本专利技术方法从顶层战技指标“命中率”入手，结合飞机作战任务特点及OODA环路理论(如图2所示)，选取OODA环路中的航电系统关键性能参数，然后采用逐段分配的方法进行精度分析，确定导航定位误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差等关键性能指标；最后再将各个性能指标的精度要求进行误差合成，验证是否满足战技指标，实现从误差分配到误差合成的闭环分析。该实施例的实现步骤如下：步骤1：针对飞机平台某一作战任务，其OODA环任务过程为数据获取(O)、态势认知(O)、战术决策(D)、计划执行(A)。选取OODA环中的典型关键性能指标进行精度分析，本例中选取导航定位误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差作为分析目标；其中，导航定位误差为数据获取(O)环节的误差，传感器目标定位误差为数据获取环节(O)和态势认知本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，包含以下步骤：步骤1：针对飞机平台某一作战任务，进行OODA环路分析，选取导航定位误差作为数据获取环节的误差，传感器目标定位误差作为数据获取环节和态势认知环节的综合误差，火控攻击误差作为战术决策和计划执行环节的综合误差；步骤2：根据飞机平台作战任务中航电武器系统采用的“自主制导+末段寻的制导”的两段式制导体制，采用等分配法将战技指标“命中率”分配至自主制导段的自控终点捕获目标概率Pb和在自控终点正常捕获目标的情况下导弹的命中概率Pd，再计算导弹散布误差，所述导弹散布误差包含高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差；步骤3：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立导航误差传递模型，将平台导航误差传递到目标误差和导弹误差，确定满足导弹捕获概率要求的导航误差；步骤4：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立目标定位误差传递模型，将导弹散布误差分配至载机传感器探测定位误差，确定满足导弹捕获概率要求的传感器目标定位误差；步骤5：依据自控终点捕获目标概率要求和导弹散布误差，建立导弹的任务火控计算数学模型，同时分析影响目标参数计算和导弹自控终点散布的误差因素，采用蒙特卡洛法进行仿真，确定满足要求的火控攻击误差；步骤6：将步骤3～5中确定的导航误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差进行误差合成，计算导弹出界概率，验证是否满足战技指标“命中率”要求，完成整个基于OODA环路航电系统关键性能指标的闭环分析。...

【技术特征摘要】
1.一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，包含以下步骤：步骤1：针对飞机平台某一作战任务，进行OODA环路分析，选取导航定位误差作为数据获取环节的误差，传感器目标定位误差作为数据获取环节和态势认知环节的综合误差，火控攻击误差作为战术决策和计划执行环节的综合误差；步骤2：根据飞机平台作战任务中航电武器系统采用的“自主制导+末段寻的制导”的两段式制导体制，采用等分配法将战技指标“命中率”分配至自主制导段的自控终点捕获目标概率Pb和在自控终点正常捕获目标的情况下导弹的命中概率Pd，再计算导弹散布误差，所述导弹散布误差包含高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差；步骤3：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立导航误差传递模型，将平台导航误差传递到目标误差和导弹误差，确定满足导弹捕获概率要求的导航误差；步骤4：依据自控终点捕获目标概率Pb和导弹散布误差，建立目标定位误差传递模型，将导弹散布误差分配至载机传感器探测定位误差，确定满足导弹捕获概率要求的传感器目标定位误差；步骤5：依据自控终点捕获目标概率要求和导弹散布误差，建立导弹的任务火控计算数学模型，同时分析影响目标参数计算和导弹自控终点散布的误差因素，采用蒙特卡洛法进行仿真，确定满足要求的火控攻击误差；步骤6：将步骤3～5中确定的导航误差、传感器目标定位误差、火控攻击误差进行误差合成，计算导弹出界概率，验证是否满足战技指标“命中率”要求，完成整个基于OODA环路航电系统关键性能指标的闭环分析。2.根据权利要求1所述的一种基于OODA环路的航电系统关键性能指标分析方法，其特征在于所述步骤2中计算高度散布σdwy误差和侧向散布σdwz误差的方法为：(1)在自控终点捕获目标概率P...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪，刘青春，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31