張雅艦,李金暉,王玉冰,李 翔

(空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院,西安 710051)

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地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的搜索算法

張雅艦,李金暉,王玉冰,李 翔

(空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院,西安 710051)

機(jī)動(dòng)對(duì)抗是空中目標(biāo)反地空導(dǎo)彈射擊的重要手段。如何確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊時(shí)機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的問題。現(xiàn)有解決問題的方法主要是數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)合圖上作業(yè),其缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜,效率較低,應(yīng)用不便。文中在研究空中目標(biāo)的典型水平機(jī)動(dòng)方式和兩種作戰(zhàn)模式下地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)要求的基礎(chǔ)上,提出了一種新的算法。這種算法通過平面柵格化、虛擬航跡、逐點(diǎn)判定、搜索平面、計(jì)算結(jié)果處理等5個(gè)步驟,能夠解決地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的確定問題。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了算法的正確性和有效性。與數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)合圖上作業(yè)的方法相比,搜索算法具有通用性、簡(jiǎn)便性和實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)。

地空導(dǎo)彈;水平機(jī)動(dòng);射擊時(shí)機(jī);搜索算法;殺傷區(qū);發(fā)射區(qū)

0 引言

機(jī)動(dòng)對(duì)抗是空中目標(biāo)反地空導(dǎo)彈射擊的重要手段。為規(guī)避地空導(dǎo)彈的射擊,目標(biāo)在緊急情況下可能有3種機(jī)動(dòng)方式:速度機(jī)動(dòng)、高度機(jī)動(dòng)和水平機(jī)動(dòng)。速度機(jī)動(dòng),不管是加速還是減速,對(duì)目標(biāo)是否進(jìn)入地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)的影響不是很顯著。高度機(jī)動(dòng),對(duì)于地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)而言沒有太大的意義,因?yàn)槭茱w行器最大升限的限制,地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的射擊空域大多都能覆蓋目標(biāo)的飛行高度。因此,目標(biāo)反地空導(dǎo)彈射擊最為有利的方式就是水平機(jī)動(dòng)[1]。20世紀(jì)60年代,U-2高空偵察機(jī)對(duì)我國(guó)進(jìn)行偵察時(shí)多次采用水平機(jī)動(dòng)的方式擺脫我地空導(dǎo)彈部隊(duì)的射擊。后來,我地空導(dǎo)彈部隊(duì)使用近快戰(zhàn)法才一舉打掉了水平機(jī)動(dòng)的U-2高空偵察機(jī)[2]。

未來,仍然面臨敵高空偵察機(jī)的偵察,除了性能發(fā)展了的U-2R外,還面臨諸如RQ-4“全球鷹”無人機(jī)的威脅[3]。另外,隨著地空導(dǎo)彈射程的不斷擴(kuò)展,如何在地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)的中遠(yuǎn)界殺傷隨時(shí)可能實(shí)施機(jī)動(dòng)的空中目標(biāo)(比如遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)和預(yù)警機(jī)),對(duì)于地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)運(yùn)用具有十分重要的意義?，F(xiàn)有確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的方法,主要是通過數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)合圖上作業(yè)的方法[1,4],計(jì)算復(fù)雜,效率較低,且不適合應(yīng)用于指揮信息系統(tǒng)。因此,需要尋求新的算法來解決這一難題。

1 問題描述

1.1 坐標(biāo)系

為方便描述地空導(dǎo)彈和機(jī)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)位置關(guān)系,選取地面直角坐標(biāo)系作為參照系。地面直角坐標(biāo)系如圖1所示。圖中:O為坐標(biāo)原點(diǎn),選取地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)制導(dǎo)站的所在點(diǎn);OX軸在通過原點(diǎn)O的水平面內(nèi),取指向正北方向?yàn)檎?OY軸垂直于水平面,指向上方為正;OZ軸垂直于OX軸和OY軸,指向用右手法則確定。

圖1 地面直角坐標(biāo)系

1.2 典型的水平機(jī)動(dòng)方式

空中目標(biāo)遇到地空導(dǎo)彈攔截時(shí),典型的水平機(jī)動(dòng)方式有兩種[1]:

1)起初目標(biāo)水平等速直線臨近地空導(dǎo)彈陣地,發(fā)現(xiàn)地空導(dǎo)彈陣地射擊時(shí),目標(biāo)做180°的水平轉(zhuǎn)彎,然后轉(zhuǎn)為水平等速直線離遠(yuǎn)飛行。目標(biāo)向右轉(zhuǎn)彎為右機(jī)動(dòng),向左轉(zhuǎn)彎為左機(jī)動(dòng),其航跡的水平投影如圖2所示。

圖2 目標(biāo)做180°的水平機(jī)動(dòng)

2)起初目標(biāo)水平等速直線臨近地空導(dǎo)彈陣地,發(fā)現(xiàn)地空導(dǎo)彈陣地射擊時(shí),目標(biāo)做一定角度的水平轉(zhuǎn)彎,然后沿徑向水平等速直線離遠(yuǎn)飛行。目標(biāo)向右轉(zhuǎn)彎為右機(jī)動(dòng),向左轉(zhuǎn)彎為左機(jī)動(dòng),其航跡的水平投影如圖3所示。

圖3 目標(biāo)做一定角度的水平機(jī)動(dòng)

1.3 地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的要求

不同作戰(zhàn)模式下,地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的要求不同,這里進(jìn)行分別討論。

1)平臺(tái)中心戰(zhàn)模式

平臺(tái)中心戰(zhàn)的顯著特征是武器系統(tǒng)和傳感器之間的緊密耦合,武器系統(tǒng)只能利用隸屬配置的制導(dǎo)雷達(dá)提供的信息進(jìn)行火力控制[5]。這種作戰(zhàn)模式下,地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)依靠上級(jí)空情通報(bào)和目標(biāo)搜索指示系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別空中目標(biāo),但要完成對(duì)目標(biāo)的射擊必須通過制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤。在制導(dǎo)雷達(dá)穩(wěn)定跟蹤并計(jì)算出目標(biāo)射擊諸元的條件下,指揮員才能作出發(fā)射決策,下達(dá)發(fā)射命令,最終發(fā)射導(dǎo)彈殺傷空中目標(biāo)。但現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)普遍裝有機(jī)載雷達(dá)告警接收機(jī)告警系統(tǒng)[6],一旦地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)其進(jìn)行照射,機(jī)載雷達(dá)告警接收機(jī)告警系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行偵察、識(shí)別和告警,隨后目標(biāo)將進(jìn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)。

平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下,典型射擊過程如圖4所示,目標(biāo)到達(dá)K點(diǎn)時(shí)地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)開天線進(jìn)行搜索,目標(biāo)到達(dá)J點(diǎn)時(shí)機(jī)載雷達(dá)告警器開始告警,隨后目標(biāo)進(jìn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)。目標(biāo)到達(dá)F點(diǎn)時(shí)地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)完成對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤,指揮員作出發(fā)射決策,下達(dá)發(fā)射命令,導(dǎo)彈發(fā)射。目標(biāo)到達(dá)S點(diǎn)時(shí)與地空導(dǎo)彈在空中遭遇。以地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)開天線的時(shí)間Tk為起始時(shí)間,目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間為Tj,地空導(dǎo)彈發(fā)射的時(shí)間為Tf。通常,Tj由機(jī)載雷達(dá)告警器性能決定,Tf由目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度、制導(dǎo)雷達(dá)性能、戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境和指戰(zhàn)員訓(xùn)練水平?jīng)Q定。

圖4 平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下射擊過程示意圖

在平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下,為保證彈目遭遇點(diǎn)S位于地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)內(nèi),需要確定地空導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)機(jī)。但僅僅確定地空導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)機(jī)是不夠的,如果制導(dǎo)雷達(dá)開天線過早,目標(biāo)將不進(jìn)入地空導(dǎo)彈殺傷區(qū),提前飛離;如果制導(dǎo)雷達(dá)開天線過晚,目標(biāo)將有可能穿越地空導(dǎo)彈殺傷區(qū),成功突防。正因?yàn)榈乜諏?dǎo)彈在發(fā)射前目標(biāo)已經(jīng)開始機(jī)動(dòng),而目標(biāo)機(jī)動(dòng)是由制導(dǎo)雷達(dá)照射目標(biāo)引起的,所以尋根溯源,確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊時(shí)機(jī)應(yīng)首先確定制導(dǎo)雷達(dá)開天線的時(shí)機(jī)。因此,平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下,確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的重點(diǎn)是:確定目標(biāo)飛行至何種區(qū)域時(shí)地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)可以開天線,即制導(dǎo)雷達(dá)開天線區(qū)。

2)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下,武器系統(tǒng)可以利用非隸屬配置的傳感器提供的信息形成攔截作戰(zhàn)方案,并據(jù)此實(shí)施攔截作戰(zhàn)[5,7]。與平臺(tái)中心戰(zhàn)不同,地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)可以借助外部傳感器的空情信息實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤,以此求測(cè)射擊諸元,作出發(fā)射決策,而隸屬配置的制導(dǎo)雷達(dá)可以晚開天線甚至不開天線。地空導(dǎo)彈發(fā)射后,空中目標(biāo)的機(jī)載導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)可以通過偵察地空導(dǎo)彈的雷達(dá)多普勒信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰的紫外、紅外信號(hào),對(duì)地空導(dǎo)彈的逼近進(jìn)行告警[8-9]。機(jī)載導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)一旦告警,目標(biāo)將進(jìn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下,典型射擊過程如圖5所示,地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)借助外部傳感器的空情信息對(duì)目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤,指揮員作出發(fā)射決策,下達(dá)發(fā)射命令。目標(biāo)到達(dá)F點(diǎn)時(shí)地空導(dǎo)彈發(fā)射,目標(biāo)到達(dá)J點(diǎn)時(shí)機(jī)載導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)開始告警,隨后目標(biāo)進(jìn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)。目標(biāo)到達(dá)S點(diǎn)時(shí)與地空導(dǎo)彈在空中遭遇。以地空導(dǎo)彈發(fā)射的時(shí)間Tf為起始時(shí)間,目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間為Tj。通常,Tj由地空導(dǎo)彈信號(hào)強(qiáng)度、機(jī)載導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)性能和戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境決定。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下,確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的重點(diǎn)是:確定目標(biāo)飛行至何種區(qū)域時(shí)地空導(dǎo)彈可以發(fā)射,即地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射區(qū)。

圖5 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下射擊過程示意圖

2 算法設(shè)計(jì)

如前文所述,不同作戰(zhàn)模式下地空導(dǎo)彈對(duì)空中目標(biāo)的射擊過程不同,空中目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)機(jī)也不相同。平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下,空中目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間早于地空導(dǎo)彈發(fā)射的時(shí)間;網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下,空中目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間晚于地空導(dǎo)彈發(fā)射的時(shí)間。不同作戰(zhàn)模式下,確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的要求不同,關(guān)注的重點(diǎn)不同。另外,空中目標(biāo)的機(jī)動(dòng)方式具有多樣性。因此,用現(xiàn)有的可靠發(fā)射區(qū)(保險(xiǎn)發(fā)射區(qū))理論難以解決確定地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)這一難題。

搜索算法是解決這一難題的一種新的方法。該算法的主要過程包括5個(gè)步驟:

1)平面柵格化。將目標(biāo)飛行高度H所在平面柵格化,如圖6(a)所示。柵格的范圍參考制導(dǎo)雷達(dá)的威力范圍或地空導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)的遠(yuǎn)界進(jìn)行預(yù)估,柵格的間隔根據(jù)算法的精度要求確定。

2)虛擬航跡。在高度H所在的平面柵格內(nèi),選擇柵格內(nèi)任意一點(diǎn)A,以A作為地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊的起始點(diǎn)(相當(dāng)于平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下的K點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下的F點(diǎn))。按照不同的作戰(zhàn)模式和不同的機(jī)動(dòng)方式,結(jié)合目標(biāo)的飛行速度和水平機(jī)動(dòng)過載,虛擬出目標(biāo)離開A點(diǎn)之后的航跡LA,如圖6(b)所示。虛擬航跡時(shí),可以參照制導(dǎo)雷達(dá)的工作周期,生成等時(shí)間間隔的點(diǎn)跡。虛擬航跡的終點(diǎn),限制在地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)的遠(yuǎn)界。

3)逐點(diǎn)判定。在A點(diǎn)生成的虛擬航跡LA上,按照時(shí)間順序,對(duì)虛擬航跡點(diǎn)A1,A2,…,An進(jìn)行逐點(diǎn)判定。判據(jù)Ⅰ:空中目標(biāo)從起始點(diǎn)A飛行至Am點(diǎn)(1≤m≤n)所用的時(shí)間Tm,是否等于從射擊起始時(shí)間到地空導(dǎo)彈飛行至Am所用的時(shí)間Td。實(shí)際運(yùn)算時(shí),允許Tm和Td之間的差值在某一閾值范圍內(nèi)。判據(jù)Ⅱ:點(diǎn)Am是否處于地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)。判據(jù)Ⅰ的含義為:地空導(dǎo)彈與空中目標(biāo)是否會(huì)在Am點(diǎn)遭遇;判據(jù)Ⅱ的含義為:彈目遭遇點(diǎn)Am是否處于地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)。在虛擬航跡LA上,只要存在任意一點(diǎn)Am同時(shí)滿足判據(jù)Ⅰ和判據(jù)Ⅱ,則說明A點(diǎn)可以作為地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊的起始點(diǎn)。反之,認(rèn)為A點(diǎn)不能作為地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊的起始點(diǎn)。

4)搜索平面。在高度H的平面柵格上,依次取與A相鄰的點(diǎn)B,點(diǎn)C,…,執(zhí)行步驟2)和3),判斷當(dāng)前點(diǎn)能否作為地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊的起始點(diǎn),直至遍歷平面柵格上所有的點(diǎn)。

5)計(jì)算結(jié)果處理。在高度H的平面柵格上,收集所有滿足要求的起始點(diǎn),形成集合M。用曲線包圍點(diǎn)集M形成的區(qū)域,就是地空導(dǎo)彈可以對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行射擊的區(qū)域,如圖6(c)所示。將處理后的計(jì)算結(jié)果顯示在指揮信息系統(tǒng)的射擊指揮顯示器上,將有助于指揮員對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊指揮。

圖6 算法步驟圖

3 算例

目標(biāo)飛行高度H=20 km,飛行速度Vm=200 m/s,機(jī)動(dòng)方式如圖2所示,水平機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎半徑R=30 km。

地空導(dǎo)彈殺傷區(qū)遠(yuǎn)界水平距離dsy=30 km,近界水平距離dsj=10 km,最大航路角qmax=60°。地空導(dǎo)彈從發(fā)射到與目標(biāo)遭遇的時(shí)間Tz與彈目遭遇距離Dz之間的關(guān)系,滿足代數(shù)表達(dá)式Tz=Dz+12(15 km≤Dz≤40 km),其中Dz單位為km,Tz單位為s。

分別計(jì)算兩種作戰(zhàn)模式下,地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊時(shí)機(jī)。假設(shè)平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下,從地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)開天線照射目標(biāo)到目標(biāo)轉(zhuǎn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間Tj=3 s,地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)開天線到導(dǎo)彈發(fā)射的時(shí)間Tf=10 s;網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下,從地空導(dǎo)彈發(fā)射到目標(biāo)進(jìn)入機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)的時(shí)間Tj=5 s。

為了對(duì)提出的算法進(jìn)行驗(yàn)證,文中用VC++編寫了算法軟件并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),并用Matlab對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,仿真結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7 平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下制導(dǎo)雷達(dá)開天線區(qū)

圖8 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射區(qū)

在對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊指揮中,指揮員尤其重視制導(dǎo)雷達(dá)開天線最遠(yuǎn)距離或地空導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)最遠(yuǎn)距離。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,文中統(tǒng)計(jì)出目標(biāo)航路捷徑P不同情況下,制導(dǎo)雷達(dá)開天線最遠(yuǎn)距離Dk和地空導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)最遠(yuǎn)距離Df,如表1所示。

表1 計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

將上述計(jì)算結(jié)果與數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,搜索算法計(jì)算結(jié)果與數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果基本吻合,搜索算法計(jì)算的精度可以滿足射擊指揮的使用需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,文中提出的搜索算法能夠很好解決地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)的確定問題。與數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)合圖上作業(yè)的方法相比,該算法具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1)通用性。該算法適用于不同的作戰(zhàn)模式、目標(biāo)機(jī)動(dòng)方式、地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。算法如果采用模塊化設(shè)計(jì),不同的作戰(zhàn)模式、目標(biāo)機(jī)動(dòng)方式。地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)只影響算法的部分模塊,甚至只影響部分參數(shù)設(shè)置。這就使算法具有普遍的適用性和很高的開發(fā)效率。

2)簡(jiǎn)便性。搜索算法用搜索過程代替計(jì)算過程,能有效降低算法的復(fù)雜性。目標(biāo)在水平機(jī)動(dòng)過程中,如果進(jìn)行勻加速,或者進(jìn)行蛇形機(jī)動(dòng),用數(shù)學(xué)計(jì)算的方法將十分復(fù)雜[10],而用搜索算法則能化繁為簡(jiǎn)。

3)實(shí)用性?，F(xiàn)有的可靠發(fā)射區(qū)理論主要用于確定目標(biāo)實(shí)施機(jī)動(dòng)與不機(jī)動(dòng)的共同發(fā)射區(qū),其基本假設(shè)是在地空導(dǎo)彈發(fā)射前目標(biāo)保持平直等速飛行。對(duì)于目標(biāo)實(shí)施機(jī)動(dòng)早于地空導(dǎo)彈發(fā)射的情況,用可靠發(fā)射區(qū)理論來確定射擊時(shí)機(jī)將是困難的。而搜索算法直接求解不同作戰(zhàn)模式下,指揮員對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)機(jī)關(guān)注的重點(diǎn)。因此,算法具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

搜索算法不可避免地會(huì)帶來運(yùn)行效率較低的問題。上述算例中,求解平臺(tái)中心戰(zhàn)模式下制導(dǎo)雷達(dá)開天線區(qū)和網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式下地空導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射區(qū),在硬件配置為CPU主頻2.94 GHz、內(nèi)存容量2 GB的計(jì)算機(jī)下,分別耗時(shí)7.625 s和7.266 s。因此,該算法更適合用于指揮信息系統(tǒng)中的輔助決策系統(tǒng)或任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。如需提高算法的實(shí)時(shí)性,一方面可以采用分布式計(jì)算的方法,一方面可以對(duì)搜索算法進(jìn)行深層次的優(yōu)化。這正是下一階段的研究方向。

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Search Algorithm for Shooting Time of Surface-to-air Missile Against Maneuvering Target

ZHANG Yajian,LI Jinghui,WANG Yubing,LI Xiang

(Air and missile Defense College, Air Force Engineering University, Xi’an 710051, China)

Maneuver countermeasure is an important means of aerial target against surface-to-air missile shooting. How to determine the shooting time of surface-to-air missile against maneuvering target is a complex problem. The existing method to solve the problem is a mathematical calculation method combined with graphic operation, but the method is very complex, inefficient and inconvenient. A new algorithm was proposed in this paper based on research of typical horizontal maneuvering method of aerial target and shooting time requirement of surface-to-air missile against maneuvering target in two kinds of operation mode. This search algorithm can solve the problem of calculating shooting time of surface-to-air missile against maneuvering target through five steps including rasterizing two-dimensional plane, virtually generating track, judging point by point, searching the two-dimensional plane and processing results. Simulation result shows correctness and effectiveness of the proposed algorithm. Compared with the mathematical calculation method combined with graphic operation, the search algorithm has advantage of versatility, simplicity and practicability.

surface-to-air missile; horizontal maneuvering; shooting time; search algorithm; kill zone; launch zone

2015-10-17

全軍軍事類研究生資助課題(2011JY002-499)資助

張雅艦(1980-),男,山西太谷人,講師,博士研究生,研究方向:軍事建模與仿真。

TJ762.1+3

A