反舰导弹武器系统的精度分析及效能评估 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈洁，潘长鹏，李为峰 著

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• 反舰导弹
• 导弹武器系统
• 武器效能
• 精度分析
• 军事技术
• 海军装备
• 作战评估
• 火力系统
• 现代战争
• 武器工程

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512422018

版次：1

商品编码：12244025

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：140

字数：197000

正文语种：中文

内容简介

　　在反舰导弹即将服役之际，对导弹飞行弹道及其环境进行仿真具有十分重要的现实意义及军事应用价值。
　　《反舰导弹武器系统的精度分析及效能评估》主要介绍反舰导弹性能仿真与评估技术，内容包括常用坐标系及其相互关系、飞行弹道仿真模型的建立、火控系统模型、仿真试验设计、数据处理与分析等。
　　《反舰导弹武器系统的精度分析及效能评估》叙述由浅入深，简明扼要，内容丰富，图文并茂。
　　《反舰导弹武器系统的精度分析及效能评估》可作为反舰导弹武器系统精度仿真与性能评估的基础教材，也可作为航空专业研究生的参考教材，还可供相关科研人员及航空爱好者参考。

作者简介

　　陈洁，博士，副教授，硕士生导师，现任教于海军航空工程学院控制工程系，其研究方向为飞行器的非线性控制。近年来主持多项国家自然科学基金、航空基金、军内科研及装备预研项目，获军队科技进步奖3项，发表学术论文70余篇。

内页插图

目录

第1章 导弹性能分析与评估概述
1．1 研究背景和意义
1．2 导弹仿真技术的国内外研究发展状况

第2章 常用坐标系及相互关系
2．1 坐标系的定义
2．1．1 地面坐标系
2．1．2 弹体坐标系
2．1．3 弹道坐标系
2．1．4 速度坐标系
2．1．5 空速坐标系
2．1．6 气流坐标系
2．2 坐标变换
2．2．1 坐标变换的一般方法和性质
2．2．2 旋转坐标系中的导数
2．2．3 矢量乘积的矩阵表示法
2．3 各坐标系之间的几何关系及坐标变换矩阵
2．3．1 地面坐标系与弹体坐标系
2．3．2 地面坐标系与弹道坐标系
2．3．3 速度坐标系与弹道坐标系
2．3．4 速度坐标系与弹体坐标系
2．3．5 地面坐标系与空速坐标系
2．3．6 气流坐标系与空速坐标系
2．3．7 气流坐标系与弹体坐标系

第3章 飞行弹道仿真模型的建立
3．1 导弹动力学和运动学数学模型
3．1．1 固化原理
3．1．2 反舰导弹飞行过程中受力及力矩分析
3．1．3 导弹质心动力学方程
3．1．4 反舰导弹绕质心转动的刚体动力学方程
3．1．5 反舰导弹质心运动学方程
3．1．6 反舰导弹刚体运动学方程
3．1．7 角度之间的关系
3．1．8 有风时一些物理量的计算
3．1．9 反舰导弹的质量方程
3．1．1 0 反舰导弹的推力方程
3．1．1 1 反舰导弹动力学和运动学数学模型小结
3．2 导弹弹道整体构成
3．3 仿真模型的整体构成
3．4 末制导雷达搜捕目标模型

第4章 随机干扰因素模型的建立及检验
4．1 仿真中所用的随机数
4．2 海浪扰动的仿真模型
4．2．1 数学模型
4．2．2 能量等分法
4．2．3 仿真模型
4．3 大气紊流扰动的仿真模型
4．3．1 数学模型
4．3．2 仿真模型
4．3．3 大气紊流信号序列的生成
4．4 目标机动的仿真模型
4．4．1 数学模型
4．4．2 仿真模型
4．5 雷达角噪声的仿真模型
4．5．1 目标反射中心引起的雷达角闪烁噪声
4．5．2 目标振幅起伏引起的角跟踪误差
4．5．3 雷达角噪声的仿真模型
4．6 仿真模型的校验
4．6．1 仿真模型验模技术
4．6．2 扰动模型校验

第5章 机载火控系统模型及目标模型的建立
5．1 机载火控系统模型
5．1．1 火力控制模块
5．1．2 航路规划模块
5．1．3 导弹末制导模块
5．2 目标模型
5．2．1 目标舰的几何模型
5．2．2 目标运动仿真模型

第6章 导弹弹道实时解算的uKF滤波器优化设计
6．1 面向测元的uKF滤波算法
6．2 基于试验设计的滤波器参数优化
6．2．1 滤波器架构
6．2．2 正交设计表
6．2．3 仿真试验
6．3 方法的性能分析
6．3．1 最优参数预测的有效性
6．3．2 滤波器的稳健性
6．3．3 滤波器的收敛性能

第7章 导弹试验设计优化
7．1 回归试验设计
7．1．1 回归试验设计概述
7．1．2 优化准则
7．1．3 最优设计迭代算法
7．2 最大信息试验点集设计
7．2．1 寻找最大信息试验点集
7．2．2 DN最优确切设计迭代算法
7．2．3 梯度上升法
7．3 小子样试验设计
7．3．1 信息矩阵的性质
7．3．2 试验点数小于m的设计优化
7．4 一体化试验设计
7．4．1 加权试验设计
7．4．2 补充试验设计

第8章 模型驱动的导弹试验设计与参数估计
8．1 特殊先验信息的回归模型
8．2 参数个数远大于样本数情形下的回归模型参数估计
8．2．1 岭回归法
8．2．2 Lasso回归法
8．3 基于稀疏理论的参数估计
8．3．1 参数估计问题描述
8．3．2 回归模型稀疏表示
8．3．3 稀疏重构算法概述
8．3．4 基于稀疏理论的参数估计
8．4 综合时序信息的试验设计优化及稀疏求解
8．4．1 建模及求解流程
8．4．2 性能分析
8．5 三角函数组合响应模型
8．5．1 第一阶段试验设计与分析
8．5．2 第二阶段试验设计与分析
8．6 弹载雷达测距误差模型
8．6．1 第一阶段试验设计与分析
8．6．2 第二阶段试验设计与分析

第9章 试验设计及结果分析
9．1 仿真条件的确定
9．2 仿真设计
9．3 确定导弹精度指标的统计分析法
9．3．1 MONTE-CARLO法及其在导弹仿真中的应用
9．3．2 MONTE-CARLO法试验次数的确定
9．3．3 统计的有关理论
9．4 仿真方案及结果统计
9．4．1 全面仿真方案
9．4．2 回归分析

第10章 仿真系统开发及软件使用
10．1 仿真环境建立的基本思想
10．1．1 建立仿真环境的必要性
10．1．2 仿真环境的要求及简介
10．1．3 仿真环境界面及功能
10．2 仿真模块详细设计决策

参考文献

前言/序言

　　反舰导弹具有射程远、精度高、战斗威力大、突防能力强、装载性好、使用维护方便的特点，肩负着海军航空兵在敌对空防御圈外从空中打击敌人各种大中型水面舰艇及编队，封锁海峡、指定海域和航道等重要的作战使命，是打赢未来高科技战争的有力武器。反舰导弹武器系统的精度仿真、性能分析与评估，在导弹装备研制过程中是不可或缺的，是装备研制、定型、采办和作战应用的重要环节，也是满足未来作战需求的根本保证。
　　全书共10章，主要内容包括：第1章介绍国内外反舰导弹武器系统性能分析与评估；第2章介绍常用坐标系及相互关系；第3章介绍飞行弹道仿真模型；第4章和第5章分别介绍反舰导弹武器系统随机干扰因素模型和机载火控系统模型的建立及检验；第6章和第7章分别介绍导弹弹道实时解算的UKF滤波器优化设计及导弹试验设计优化；第8章介绍导弹试验设计与参数估计；第9章和第10章分别介绍仿真验证方法及仿真软件的开发。
　　本书可作为反舰导弹武器系统精度仿真与性能评估的基础教材，也可作为航空专业研究生的参考教材，还可供为相关专业科研人员及航空爱好者参考。
　　本书在编写过程中，得到了海军航空大学控制工程系及训练部各位领导和同事的大力支持，在此表示衷心的感谢。
　　由于作者水平有限，书中难免有不妥或者错误之处，恳请广大读者批评指正。

《舰船隐身技术与信号特征分析》 一、 核心内容概述 本书深入探讨了现代舰船设计与作战中至关重要的隐身技术及其信号特征分析。从理论基础到工程实践，系统阐述了舰船如何通过多种手段降低自身被探测到的概率，并在此基础上，剖析不同类型信号（如雷达、声呐、红外、可见光等）在舰船隐身设计中的作用、表现形式以及探测方法。本书旨在为舰船设计者、作战分析人员、以及相关科研技术人员提供一套全面、系统的理论框架和实践指导，以期在复杂电磁与声学环境下提升舰船的生存能力和作战效能。 二、 理论基础与技术原理 本书首先构建了舰船隐身技术所需的理论基础。 电磁波传播理论 revisited: 详细回顾了电磁波在介质中的传播规律，特别是海面、大气层对雷达波的散射、反射、吸收等现象。在此基础上，重点分析了舰船结构对雷达波的反射机制，包括几何散射、边缘散射、表面波传播等，并引入了瑞利散射、米氏散射等散射理论在分析不同尺寸物体时雷达回波的适用性。 声学传播理论 updated: 深入探讨了声波在海水中的传播特性，包括声速剖面、海底地形、海况对声波传播的影响。分析了舰船自身产生的各类噪声源（机械噪声、水动力噪声、螺旋桨噪声等）及其传播路径，以及海水介质对声波的吸收、散射和折射作用。 红外辐射与传播: 阐述了热力学基本原理在红外辐射中的应用，分析舰船作为热源，其表面温度分布、烟气排放、发动机热量等产生的红外辐射特性。研究了大气成分、湿度、云层等对红外信号传播的影响。 可见光与目标识别: 探讨了可见光在舰船探测中的作用，包括目标形状、颜色、纹理等视觉特征，以及海况、光照条件、大气能见度等对可见光成像的影响。 三、 舰船隐身技术详解 本书系统性地介绍了实现舰船隐身的各项关键技术。 雷达隐身技术 (Low Observable Technology - LOT): 外形设计: 详细阐述了如何通过优化舰船外形，减少雷达波的有效散射截面积（RCS）。包括角度、曲线、斜面、内倾外板、隐身塔等设计原则，以及如何避免尖角、直角等强反射结构。分析了不同扫描角度下外形隐身效果的差异。 吸波材料 (Radar Absorbing Materials - RAM): 介绍了各类吸波材料的原理、结构和应用。包括电阻性吸波材料（如铁氧体、碳基材料）、介质损耗吸波材料（如聚合物复合材料）以及磁介质吸波材料。重点分析了不同频率范围内吸波材料的吸收性能，以及其在舰船结构上的铺设方式和防护要求。 涂层技术: 探讨了具有吸波或散射特性的涂层材料，以及其在减小雷达回波中的作用。 屏蔽与遮蔽: 研究了如何利用结构件对特定雷达信号进行屏蔽或遮蔽，例如雷达天线罩的设计、内部设备的外泄信号控制等。 声隐身技术 (Acoustic Signature Reduction): 噪声源抑制: 深入分析了舰船主要噪声源（如主推进系统、辅助机械、管路系统、螺旋桨等）的产生机理，并介绍了减振降噪技术，包括隔振、阻尼、消声器、隔音罩等。 水动力噪声控制: 研究了舰船航行时产生的与船体和推进器相关的流体动力噪声，探讨了优化船体线型、螺旋桨设计（如变桨、降噪螺旋桨）以降低水动力噪声的方法。 声学隐身材料与结构: 介绍了能够吸收或散射声波的材料（如吸声瓦、阻尼材料）在舰船内部及外部的应用，以及能够改变声波传播路径的结构设计。 减磁技术 (Deperming and degaussing): 详细阐述了舰船的磁性特征及其探测原理，介绍了通过消磁技术（deperming）和退磁技术（degaussing）降低舰船磁性信号的方法，包括缠绕线圈、施加补偿磁场等。 红外隐身技术 (Infrared Signature Reduction): 热源管理: 研究了如何降低舰船产生的红外辐射，包括优化发动机冷却系统、排气系统（如排烟管高度、温度控制、烟气扩散）、以及对高温设备进行隔热处理。 红外抑制涂层: 介绍了具有低红外发射率的涂层材料，以及其在舰船表面（如烟囱、甲板、上层建筑）的应用。 热信号伪装: 探讨了通过改变舰船表面温度分布，使其与周围海面环境的温度特征相近，从而降低红外探测的策略。 可见光隐身技术 (Visual Signature Reduction): 伪装色与图案: 分析了不同海况、光照条件下的色彩匹配原则，介绍了迷彩涂装的设计方法，以降低舰船在可见光下的可探测性。 低反射表面处理: 研究了如何对舰船表面进行处理，降低其对可见光的反射率，减少反光点。 光电对抗: 探讨了利用照明、烟幕等手段干扰敌方光学观测的方法。 四、 舰船信号特征分析 本书不仅关注如何“隐藏”信号，更深入地分析了如何识别和分析目标信号，以评估隐身效果和目标特性。 雷达信号特征分析: 雷达截面积 (RCS) 测量与建模: 介绍了RCS的定义、测量方法（如雷达散射计）以及基于几何光学、物理光学、时域有限差分法（FDTD）等方法的RCS预测模型。 目标散射特性分析: 深入分析了雷达回波的多普勒效应、极化散射特性、以及高分辨距离像（HRRP）和方位分辨距离像（ARDP）等信息，以识别和区分不同目标。 杂波分析与抑制: 研究了海杂波、陆地杂波等环境因素对雷达探测的影响，以及各种杂波抑制技术。 声呐信号特征分析: 目标噪声谱分析: 详细介绍了舰船噪声的频率特性、强度分布，以及通过频谱分析识别目标类型、工作状态的方法。 目标回声分析: 研究了主动声呐和被动声呐探测时，目标反射声的回声特性，包括回声强度、时域特性、多普勒频移等。 声学环境对信号的影响: 分析了海水温度、盐度、深度、海况等对声传播的影响，以及如何在这种复杂环境下进行准确的目标信号分析。 红外信号特征分析: 红外辐射分布与测量: 介绍了舰船红外辐射的分布特点，以及红外探测器的类型和工作原理。 目标红外图像分析: 研究了如何通过分析红外图像的温度分布、热点区域、以及随时间的变化来识别和跟踪目标。 红外对抗分析: 评估了不同红外隐身措施对红外信号的影响，以及敌方红外探测系统的探测能力。 可见光信号特征分析: 目标图像识别技术: 介绍了基于形态学、纹理分析、颜色空间转换等方法的目标图像识别技术。 目标运动分析: 通过分析目标在可见光图像序列中的运动轨迹，推断目标类型和意图。 气象条件对可见光信号的影响: 分析了能见度、光照、海雾等因素对可见光观测效果的影响。 五、 综合效能评估与发展趋势 本书最后将理论与实践相结合，探讨了舰船隐身技术的综合效能评估方法，并展望了未来的发展趋势。 隐身效能综合评估体系: 提出了评估舰船整体隐身性能的指标体系，包括不同频段的RCS、声学特征、红外辐射强度、视觉特征等，并结合作战想定进行综合评估。 协同隐身技术: 探讨了多平台、多技术协同作战中，如何通过信息共享、联合规避等手段，实现整体隐身效能的最大化。 先进隐身技术展望: 展望了等离子体隐身、超材料隐身、变色龙式自适应隐身等前沿技术在未来舰船设计中的应用前景。 隐身与反隐身技术的博弈: 分析了隐身技术与探测技术之间不断发展的对抗与制衡关系，强调了持续创新的重要性。 六、 适用范围 本书适合于海军装备科研院所、舰船设计单位、船舶工业企业、军事院校的相关研究人员、设计工程师、技术专家和教学人员阅读，也可作为高等院校相关专业（如船舶与海洋工程、电子工程、航空航天工程、军事理论等）的教材或参考书。对于对现代舰船技术感兴趣的普通读者，本书也能提供深入的知识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程技术理论有着浓厚兴趣的读者，因此，这本书的“精度分析”部分对我来说具有特别的吸引力。我推测，书中会详细解释诸如导弹的导航方式（如惯性导航、GPS/GLONASS、景象匹配、主动雷达寻的、红外成像寻的等）各自的工作原理、精度限制以及在不同环境下的适用性。对于“效能评估”，我希望看到它能够引入一些先进的系统工程方法论，例如可靠性工程、可维护性工程，甚至可能涉及到基于模型系统的工程（MBSE）等理念。如果书中能够讨论到如何通过仿真和测试来验证导弹武器系统的性能指标，例如MTBF（平均无故障时间）、战损比、部署后的作战效能指数等，那就更令我兴奋了。我也好奇书中是否会涉及到软件仿真平台、硬件在环仿真（HIL）等用于武器系统开发和评估的先进技术手段，以及这些技术是如何帮助工程师们在设计阶段就预见到并解决潜在问题的。

评分☆☆☆☆☆

“效能评估”这四个字，让我对这本书的实用价值充满了期待。精度固然重要，但最终衡量一个武器系统是否优秀，还得看它在实战中的整体作战效能。我猜测，书中应该会从多个维度来评估反舰导弹的效能，而不仅仅是简单的命中率。例如，它可能会讨论导弹的突防能力，如何在敌方密集的海空防御体系中有效地穿透并抵达目标；它可能会分析导弹的毁伤能力，针对不同类型的舰船目标，一枚导弹的命中能造成多大的破坏，是否能有效瘫痪或摧毁目标；甚至它还可能涉及到饱和攻击、多弹种协同等战术层面的考量，这些都直接影响着整体的作战结果。我希望书中能够通过一些理论模型，或者基于历史战例的推演，来展示不同反舰导弹武器系统在特定作战场景下的效能表现，比如在区域防空严密的海域，或者在复杂电子对抗环境下，哪种导弹系统更能发挥作用。这种从技术到战术的全面评估，对于理解现代海战的决策逻辑至关重要。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书，我最期待的莫过于它在“精度分析”部分所能提供的洞见。在现代战场上，精确制导已经成为衡量武器系统先进程度的关键指标，而反舰导弹更是直接关系到海上力量的投送与制衡。我设想，书中会详细阐述影响反舰导弹精度的各类因素，从大气条件、地形地貌对雷达/红外/光学制导的影响，到目标运动模型的不确定性，再到导弹自身的控制误差累积，这些错综复杂的变量如何被一一量化、分析，甚至如何通过先进的算法进行补偿，这本身就是一门高深的学问。我希望书中能够有实际的案例分析，比如针对不同类型的反舰导弹（如弹道式、掠海式）在不同射击场景下的精度表现，通过图表和数据，直观地展现出它们的优势与劣势。Furthermore, I'm particularly curious about the techniques used for target identification and tracking. In an era of electronic warfare, how do these missiles maintain their lock on a target amidst countermeasures? Are there discussions on advanced sensor fusion or adaptive guidance algorithms? This aspect alone promises to be a fascinating dive into the cutting edge of military technology.

评分☆☆☆☆☆

作为一个对军事历史略知一二的读者，我一直认为武器的每一次革新都伴随着战略思想的演变。反舰导弹的出现，无疑极大地改变了海战的形态，从近岸防御到远洋争霸，都因此有了新的定义。我期望这本书不仅仅停留在技术层面的分析，更能深入探讨反舰导弹武器系统是如何影响海权、制海权乃至国家战略的。例如，书中是否会涉及反舰导弹在不对称作战中的作用？它们是如何让一些相对弱小的海军力量，也能对强大的海军舰队构成实质性威胁？又或者，在构建区域拒止/反介入（A2/AD）战略中，反舰导弹扮演着怎样的关键角色？我设想，书中可能会通过一些战略理论的梳理，以及不同国家海军发展方向的对比，来论证反舰导弹武器系统在现代军事力量构成中的地位和影响力。这种宏观的视角，能帮助我更好地理解技术进步背后的战略意义，从而对未来海战的走向有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，封面设计就很有分量感，厚重而专业，一看就知道是经过严谨研究的成果。虽然我不是军工领域的专业人士，但对现代军事科技一直充满好奇，特别是那些能够改变海战格局的武器系统。反舰导弹，听起来就带着一种不可阻挡的进攻力量，而这本书的标题——“精度分析及效能评估”，更是直击核心，让人忍不住想一探究竟。我猜想，书中一定会对反舰导弹的各个构成部分，比如制导系统、动力系统、战斗部等等，进行细致入微的剖析，从理论层面去解释它们是如何协同工作，达到精确打击的目标的。而且，“效能评估”这个词，让我联想到书中可能会有大量的仿真模拟、实弹测试数据解读，甚至可能还会涉及到战场环境下的干扰与反干扰技术，这些都是我非常感兴趣但又常常接触不到的领域。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往先进军事技术殿堂的大门，即使是作为一名普通读者，也能从中感受到科技的魅力和军事战略的深度。我期待着它能用一种相对易懂的方式，将复杂的技术概念呈现出来，让我能够领略到现代海战背后那份精密的计算与严谨的考量。