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王兆胜 著

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• 军事科技
• 仿真
• 误差分析

店铺： 广影图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118089479

商品编码：29697320715

包装：平装

出版时间：2013-09-01

基本信息

书名：火炮射击精度分析的模型与应用

定价：68.00元

作者：王兆胜

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787118089479

字数：287000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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20世纪80年代中后期起我国开展了以提高射击精度为目的的发射动力学研究，它以起始扰动为主要研究目标。20世纪90年代中后期以后又开展对新型火炮武器系统的射击精度分析，作者在这一时期的学习与研究成果逐步积累了本书的基本素材。《火炮射击精度分析的模型与应用》是在作者王兆胜多年教学与科研成果基础上，并结合作者的硕士论文《膛内运动分析》及博士论文《远程炮武器系统射击精度研究与射击精度战技指标论证》的部分内容形成的。

内容提要

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《火炮射击精度分析的模型与应用》首先建立发 射过程中各阶段运动模型，并根据模型对弹道进行了分析与计算，包括膛内运动阶段模型与计算 ，自由飞行阶段模型与计算。然后分析了影响火炮射击精度的误差源，气象条件处理对诸元精度的影 响，子母弹射击精度研究，及与射击精度相关的问题 论证等。
本书共分为八章：章为绪论，第二章为膛内运动阶段模型及分析，第三章为自由飞行阶 段模型与计算，第四章为射击误差与射击试验精度估算，第五章为影响火炮射击精度误差源分析，第六章 为气象条件处理对诸元精度的影响，第七章为子母弹射击精度研究，第八章为射击精度有关问题的分析论 证。
《火炮射击精度分析的模型与应用》可供兵器发射领域的工程技术人员和科研人员，军事运筹学与作 战指挥学专业的教学科研人员，火炮武器系统运用工程专业、工程专业、军事运筹专业、作战指挥专 业研究生阅读参考。本书由王兆胜著。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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火炮射击精度分析的模型与应用：一本深入探索弹道艺术与数据驱动决策的书籍 这本《火炮射击精度分析的模型与应用》并非一本枯燥的理论汇编，而是一次对现代军事技术核心——火炮射击精度的深度剖析。它将读者从宏观的战术层面引入到微观的弹道计算，再回归到实战应用，系统地阐述了如何通过严谨的数学模型和先进的数据分析技术，实现火炮射击精度的最大化。本书旨在为军事指挥官、火炮操作员、弹道工程师以及对军事科技感兴趣的读者，提供一套全面而实用的理论框架与实践指导。 第一章：射击精度的基石——弹道学原理的现代解读 本章将从最基础的弹道学原理出发，但并非简单复述教科书式的定义。我们将结合现代计算能力，对影响弹道轨迹的各种因素进行精细化解读。这包括： 初速的稳定性与测量： 深入分析影响弹丸初速的各个变量，如药温、药量、弹膛磨损、底火性能等，并介绍最新的在线实时初速测量技术及其在精度提升中的作用。我们将探讨如何通过多传感器融合，实现对初速的更精确估计，甚至预测其漂移。 空气动力学效应的精确建模： 传统的空气动力学模型往往基于简化假设，本章将重点介绍如何运用计算流体动力学（CFD）等先进数值模拟技术，建立更贴近实际的空气动力学模型。我们将分析不同飞行状态下（如跨音速、超音速）的空气阻力系数变化，以及风、湿度、大气压等环境因素对弹道轨迹的动态影响。 弹体姿态与稳定性的动态分析： 弹体在飞行过程中的姿态变化，如翻滚、俯仰、偏航，会显著影响其气动性能。本章将深入探讨弹体设计对稳定性的影响，并介绍如何通过陀螺效应、翼稳等原理，实现弹体飞行姿态的动态稳定。同时，我们将讨论如何通过高精度陀螺仪和加速度计等传感器，实时监测弹体姿态，并将其反馈到弹道修正中。 重力与科里奥利力的累加效应： 尽管重力是影响弹道最主要的因素，但对于远距离射击，地球自转引起的科里奥利力和离心力也不可忽视。本章将详细阐述这些效应的数学表达式，并分析它们在不同射击方向和距离下的叠加影响，以及如何在弹道计算中进行精确修正。 弹膛效应与膛线磨损的量化分析： 弹丸出膛时的膛线转速是影响其稳定性的关键。本章将详细分析膛线参数、弹丸与膛线的相互作用，以及膛线磨损对弹丸初速和初旋的影响。我们将介绍通过膛线扫描技术进行磨损评估，并建立相应的修正模型。 第二章：精益求精的模型——从经典到现代的射击精度模型构建 本章是本书的核心，我们将系统介绍用于分析和预测火炮射击精度的各类模型，并重点探讨现代技术如何革新这些模型。 概率统计模型在精度分析中的应用： 误差源的识别与量化： 我们将首先识别火炮射击过程中的所有误差源，包括仪器误差、人为误差、环境误差、弹药误差、弹道模型误差等。并介绍常用的统计方法，如均方差（RMS）、标准差、置信区间等，来量化这些误差。 累积误差模型： 探讨如何将各个独立的误差源进行累积，形成整体的射击精度误差模型。我们将介绍点估计、区间估计以及蒙特卡洛模拟等方法，来预测不同精度指标下的弹着点分布。 正态分布与非正态分布误差的处理： 深入分析误差的分布特性，并介绍如何处理非正态分布的误差，例如通过Box-Cox变换等方法进行数据预处理，以及使用更鲁棒的统计量。 确定性弹道模型及其优化： 经典弹道方程的推导与局限性： 回顾抛物线弹道、空气阻力弹道等经典模型，分析它们在不同条件下的适用范围和精度局限。 数值积分法在弹道计算中的应用： 重点介绍龙格-库塔法（Runge-Kutta methods）、欧拉法（Euler methods）等数值积分技术，如何用于求解复杂的弹道微分方程，从而获得更精确的弹道轨迹。 自适应步长与多精度计算： 探讨如何采用自适应步长算法，根据计算精度要求自动调整积分步长，提高计算效率和精度。同时，介绍多精度计算方法，以应对不同计算场景的需求。 机器学习与人工智能在弹道预测中的新兴应用： 支持向量机（SVM）与神经网络（NN）在误差预测中的应用： 介绍如何利用历史射击数据，训练SVM和NN模型，预测特定条件下可能出现的弹道偏差。我们将关注模型的特征工程、网络结构设计以及训练优化。 深度学习在复杂环境因素耦合建模中的潜力： 探讨深度学习模型（如LSTM）如何处理非线性、高维度的数据，从而构建更精细的、能够捕捉多变量耦合效应的弹道模型，尤其是在考虑复杂天气变化和弹药批次差异时。 强化学习在动态弹道修正中的探索： 展望强化学习在实时弹道修正中的应用前景，通过让火炮系统在模拟环境中“学习”最优的射击参数调整策略，以应对突发变化。 集成学习与模型融合： 介绍如何通过集成学习方法，如Bagging、Boosting（如AdaBoost、XGBoost），将多个模型的预测结果进行融合，以获得更稳定、更准确的弹道预测。 第三章：数据驱动的精度提升——从数据采集到应用反馈 精度提升的根本在于对数据的深入理解与有效利用。本章将聚焦于数据在射击精度分析与改进中的全生命周期。 高精度数据采集与传感器技术： 地面观测与遥测技术： 详细介绍雷达、光学跟踪设备、惯性测量单元（IMU）等在弹道轨迹跟踪与测量中的作用。重点分析不同类型传感器的优缺点、误差来源及其校准方法。 弹载传感器与数据回传： 探讨弹载传感器（如GPS、IMU、压力传感器、陀螺仪）如何实时获取弹丸飞行过程中的关键数据。介绍高效可靠的数据回传技术，确保数据能够及时、准确地传输至地面指挥系统。 环境参数的实时监测： 介绍气象雷达、地面气象站、探空气球等如何获取实时的风向、风速、温度、湿度、气压等数据，以及这些数据如何与弹道计算模型集成。 数据预处理与特征工程： 噪声滤除与异常值检测： 介绍各种信号处理技术，如卡尔曼滤波、小波降噪等，用于滤除传感器数据中的噪声。同时，介绍统计学方法和机器学习算法，用于检测和处理异常数据点。 数据融合与特征提取： 探讨如何将来自不同传感器、不同来源的数据进行有效融合，形成统一的数据集。介绍特征工程技术，如降维（PCA）、特征选择等，以提取对弹道预测最有价值的特征。 模型评估与验证： 精度指标的量化： 明确定义射击精度的各类评价指标，如命中率、圆概率误差（CEP）、平均偏离量等，并介绍其计算方法。 交叉验证与回溯测试： 介绍交叉验证技术，用于评估模型的泛化能力，避免过拟合。同时，强调回溯测试的重要性，即利用历史实弹射击数据对模型进行反复验证，确保其在实际应用中的有效性。 对抗性评估与鲁棒性分析： 探讨如何通过设计“最坏情况”的输入数据，来评估模型的鲁棒性，即模型在面对极端或噪声干扰数据时的表现。 反馈机制与持续改进： 射击结果分析与误差归因： 建立自动化的射击结果分析系统，将实测弹着点与预测弹着点进行比对，识别差异，并尝试将误差归因至特定的误差源。 模型参数的自适应调整： 设计能够根据实际射击结果，自动调整模型参数的自适应算法，实现模型的持续优化和精度提升。 知识图谱与专家系统辅助决策： 探讨如何构建关于火炮系统、弹药类型、环境条件、射击技巧等方面的知识图谱，并结合专家系统，为射击指挥员提供更智能的决策支持。 第四章：实战应用与未来展望 本章将本书的理论模型和分析方法，落地到实际的火炮射击应用场景，并对未来发展趋势进行展望。 不同作战场景下的精度保障： 岸炮与舰炮射击精度： 分析舰船运动、海况、风浪等因素对舰炮射击精度的影响，以及相应的修正模型和对抗策略。 自行火炮与加农炮的部署与射击： 探讨复杂地形、地面不平整、快速部署等因素对地面火炮精度的挑战，以及如何通过快速侦察与标定，提高射击效率。 防空炮与高炮的动态目标跟踪： 分析高机动性、变轨目标对防空炮系统的挑战，以及如何结合雷达、红外、光学等多种传感器，实现精确的动态跟踪与拦截。 精确制导弹药（PGM）的弹道控制与修正： 制导系统与弹道规划： 探讨精确制导弹药的制导原理，包括惯性制导、GPS制导、激光制导、图像匹配制导等。分析弹道规划算法如何结合目标信息和环境因素，计算最佳的飞行轨迹。 弹道修正与末端机动： 介绍弹道修正技术，如舵面控制、推力矢量控制等，如何使弹药在飞行过程中不断调整轨迹，逼近目标。 智能化火炮系统与自主决策： 传感器网络与态势感知： 探讨未来火炮系统如何融入更广泛的战场传感器网络，实现对战场态势的实时感知和理解。 自主目标识别与打击： 展望火炮系统在具备自主目标识别、威胁评估和自主打击能力方面的进展，以及由此带来的作战模式变革。 人机协同与“最后一公里”的决策： 强调即使在高度自动化的未来，人类指挥员在关键决策环节的重要性。探讨如何设计高效的人机协同界面，确保人类的智慧与机器的效率完美结合。 未来发展趋势与挑战： 超材料与新型弹药对弹道模型的影响： 探讨新型材料和弹药设计，如吸波材料、增程弹药、滑翔弹药等，对现有弹道模型提出的新课题。 量子计算在复杂弹道模拟中的应用前景： 展望量子计算在处理海量数据、加速复杂弹道模拟方面的巨大潜力。 网络安全与信息对抗在精度保障中的重要性： 强调在信息化战争条件下，火炮系统的网络安全和信息对抗能力，对于维护射击精度的重要性。 本书内容严谨，逻辑清晰，通过丰富的案例分析和前沿技术探讨，力求为读者构建一个关于火炮射击精度分析的完整知识体系。无论您是追求技术卓越的工程师，还是致力于提升作战效能的指挥官，都能在这本书中找到宝贵的启示和实用的解决方案。它不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往未来智能弹道艺术的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极具吸引力，色彩搭配沉稳又不失力量感，那枚精致的炮弹徽标仿佛带着历史的厚重与现代的精准，让人一眼就能感受到内容的专业性与深度。装帧质地考究，拿在手里很有分量，这无疑是一本值得珍藏的工具书。内容上，我期待它能深入探讨火炮射击过程中那些决定最终落点的细微变量，比如大气湍流对弹道的影响、身管磨损的累积误差，以及火控系统算法的迭代优化。更重要的是，我希望作者不仅停留在理论推导，还能结合实际的战场数据或模拟环境，给出那些经过实战检验的修正模型。如果能看到不同口径火炮在特定气候带的精度差异对比分析，那将是极大的加分项。对于任何从事弹道学研究或国防工程的专业人士来说，这本书的出现，无疑是提供了一个重新审视和校准现有理论框架的绝佳契机，它代表的不仅仅是一本书，更是一套严谨的、可操作的精度提升方案。

评分☆☆☆☆☆

初翻几页，我就被作者那种近乎偏执的严谨态度所折服。行文如手术刀般精准，每一个公式的推导都干净利落，逻辑链条环环相扣，绝无含糊其辞之处。这种写作风格，对于我们这些习惯于在数据和细节中寻找真相的工程师来说，简直是一种享受。我尤其关注到其中关于“非线性误差源建模”的章节，这往往是传统解析方法难以捕捉的“黑箱”地带。如果作者能够提供一套全新的、更贴近真实物理过程的非线性模型，特别是如何将随机误差转化为可量化的系统误差进行补偿，那这本书的价值将不可估量。我希望看到的是，如何将复杂的随机过程，通过更高效的数值方法进行降维处理，使得前端的操作人员能够在极短的反应时间内，基于新的模型参数快速解算出最优的射击诸元。这种对效率和精度的双重追求，才是现代火炮技术发展的核心驱动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表和插图质量令人印象深刻。它们并非简单的装饰，而是深入理解复杂弹道行为的视觉向导。那些三维的误差椭圆分布图、不同修正因子随距离变化的曲线，都以极高的清晰度呈现出来，即便是复杂的空间几何关系，也能被直观地解析。我特别欣赏作者在方法论介绍时所展现的开阔视野，似乎他借鉴了统计物理学中的某些概念来处理弹丸在介质中的运动轨迹，这是一种跨学科的思维融合。如果书中能提供一套成熟的软件实现思路或伪代码示例，来展示如何将这些高深的数学模型高效地嵌入到车载火控计算机中，那就太棒了。毕竟，理论的最终价值在于应用，一套无法快速转化为实际操作的精密模型，其意义终究要打折扣。期待看到如何在资源受限的现场环境下，快速、准确地进行模型参数的实时辨识与更新。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验来看，这本书的组织结构体现了极高的专业素养。它似乎遵循着从宏观到微观、从基础理论到前沿应用的研究脉络。开篇对现有精度分析方法的批判性回顾，为后续提出创新模型奠定了坚实的基础。我很好奇作者是如何界定“精度”这个核心概念的，是基于概率论的可靠性指标，还是基于工程实践中的“首次命中率”（CEP）的优化。如果能探讨如何在高海拔、低温或极端湿度环境下，通过自适应算法动态调整模型的权重分配，以维持射击精度的一致性，那将是极具现实意义的。这本书的深度足以让研究生和高级工程师受益匪浅，它不仅仅是知识的传递，更像是一次思维的训练，引导读者跳出现有的思维定式，去寻找那些隐藏在常规误差分析背后的系统性规律。

评分☆☆☆☆☆

我关注到这本书的参考文献部分非常扎实，这通常是一个优秀学术著作的标志。它表明作者对该领域的研究历史和最新进展都有着全面的掌握。我最期待在书的后半部分看到关于“自适应射击控制”的深入讨论。当前的挑战不再仅仅是如何建立一个完美的静态模型，而是在火炮系统遭受不可预测的冲击（例如行军颠簸、炮架受损）后，系统如何快速感知这种变化，并利用内置的传感数据（如加速度计、陀螺仪）对初始弹道模型进行实时修正，最终将系统误差抑制到可接受的范围内。如果作者能构建一个闭环的精度反馈与优化系统，将理论模型与现代传感器技术有机结合起来，那么这本书就不仅仅是一本理论专著，而是一份面向未来智能火炮系统的蓝图。