基于目的域的命中及毁伤的时空特性分析

为使武器系统先期毁敌在指标上得以量化，本项目将多种不同武器（火炮、导弹、激光武器）的射击毁伤过程归纳为随机过程对目的域的随机穿越问题，分析它们命中及毁伤目标的时空特性。为了演绎命中及毁伤时间的解析表达，分析其影响因素，并将其与武器系统的结构参数联系起来，除需表征误差空间特性的均值和均方差外，还需加入表征误差时间特性的振动性指标- - 自然频率或相关系数。在利用相关系数解决离散系统的首次穿越和历程穿越问题的基础上，本项目拟用误差的自然频率作为表征时间特性的指标，来解决连续系统的随机穿越问题，并建立随机穿越特征量模型的统一框架；构建随机穿越特征量、射击效能、击发延时、毁伤时间与误差时空特征指标的定量关系，同时给出误差时空特征指标的试验提取理论及方法；演绎误差时空特性指标与控制系统结构参数的定量表达式，进而为武器控制系统的设计提供理论依据。

本报告针对现有武器在精度和毁伤上缺少时间指标、仅能从空间上分析，导致一系列问题不能解决的现状，通过增设表征误差时间特征的自然频率或相关系数，建立了误差时空特性理论及误差指标的估计方法，演绎了武器系统在不同射击体制下命中和毁伤的时间指标和空间指标。以误差时空特性指标为中介，建立了武器系统毁伤效能与系统结构和参数的定量关系，为武器系统的优化设计提供支撑理论。. 本报告主要完成了以下几个方面的工作：.(1) 介绍了目的域、误差时空特性指标等术语，并以概率转移阵和概率转移速度阵为工具，给出了随机过程穿越直线及直线带的穿越频率，解析了自然频率与穿越频率的定量表达，以及自然频率与系统结构参数的内在关系。分析误差时空特性指标的估计方法。.(2) 针对带状、椭圆和矩形等典型目的域，利用穿越频率演绎了待机时间、滞留时间和随机穿越周期等随机穿越特征量的分布特性。.(3) 演绎了射击门体制、复瞄体制、速射体制下的命中时间、毁伤时间、命中概率和毁伤概率的解析表达，从而建立既有毁伤时间又有毁伤概率的限时毁伤律。.(4) 将射击过程用随机序列、随机序列的样本函数或样本空间、随机序列的有限个采样将本等三种不同内涵的描述，并针对三种描述，给出了独立射击时的命中的密度函数。.(5) 针对相关射击，建立的射击误差的状态方程，形成了误差的递推估计方法，给出了射击误差的预测散布中心，从而演绎了命中概率和不同条件下的毁伤概率。. 项目所获成果已构成的基于误差时空特性的毁伤效能理论体系，预期目标已实现。在研究过程中，发表学术论文14篇（EI/ISTP检索6篇），合作专著1部，授权专利1个；培养博士4名，已毕业2名；培养硕士7名，已毕业3名。. 后续工作主要包括：用更多的实际数据验证模型的准确性；以毁伤效能（即毁伤时间和毁伤概率）为目标函数，建立武器控制系统的结构参数及控制策略；将成果拓展到激光武器系统的毁伤及控制系统的设计。