大气层外动能拦截器末制导段性能研究

大气层外动能拦截是弹道导弹防御的重要手段,因此对大气层外动能拦截器的跟踪研究对我国弹道导弹防御技术的发展有重要意义。 本文采用协方差分析描述函数法,分析了大气层外动能拦截的初始状态;采用样条滤波,得到用于比例制导的视线角速率,并在六自由度拦截仿真中予以验证;在六自由度拦截仿真数据基础上,分析了大气层外动能拦截器的末制导段拦截性能。 首先,初始状态分析是拦截技术研究的前提。本文在修正极点坐标系中建立拦截器和目标之间的相对运动方程,结合相平面轨迹图,分析了大气层外动能拦截器的拦截区;对大气层外动能拦截器动力学模型进行统计线性化,采用协方差分析描述函数法,分析了初始状态误差对弹道的影响。其次,由于真比例导引本身是稳定的,所以获取一定测量精度的视线角速率是实现成功拦截的关键。本文针对非机动目标和机动目标的拦截问题,采用样条滤波和强跟踪自适应状态估计器,实现了基于视线角序列的视线角速率计算,得到用于比例制导的视线角速率,并在六自由度拦截仿真中得到验证。最后,由于反导动能拦截可以采用基于效果的作战模式,所以需对拦截性能进行研究。基于六自由度拦截仿真数据,本文对拦截器和目标的位置、速度进行样条滤波,结合基于视线角、视线角速率的卡尔曼滤波,得到脱靶量均值和方差,以此反映大气层外动能拦截器的末制导精度。