本書是關(guān)于潛艇指控系統(tǒng)理論及應(yīng)用的一部著作，是作者團(tuán)隊(duì)多年研究及應(yīng)用成果的總結(jié)，同時(shí)也參考了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域作者公開發(fā)表的著作和文章。全書共分11章，包括潛艇指控系統(tǒng)概述，潛艇指控系統(tǒng)發(fā)展歷程，潛艇信息融合，潛艇目標(biāo)綜合識(shí)別，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算，魚雷武器控制，潛射巡航導(dǎo)彈武器控制，潛艇綜合防御，遠(yuǎn)程水中兵器指揮控制，潛地彈道導(dǎo)彈彈道與諸元計(jì)算以及潛艇指控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。本書讀者為軍民電子信息系統(tǒng)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)的院校師生。
第七一六研究所創(chuàng)建于1965年5月，是中國船舶重工集團(tuán)公司（世界五百強(qiáng)排名第281位，英文縮寫CSIC）所屬的一個(gè)以軍為本、軍民融合，集科研、生產(chǎn)、經(jīng)營于一體的綜合性研究所，地處江蘇省連云港市著名風(fēng)景區(qū)花果山腳下。現(xiàn)有從業(yè)人員近2500名，各類專業(yè)技術(shù)人員1500余名，其中，博士37人、碩士700余人，高級(jí)職稱人員580余名，"國務(wù)院政府特殊津貼”等各類專家60余人。七一六所建有完整的科研生產(chǎn)管理體系，擁有四個(gè)部級(jí)測(cè)試中心、四個(gè)省級(jí)工程技術(shù)研究中心、兩個(gè)省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、一個(gè)省級(jí)工程中心、一個(gè)機(jī)電產(chǎn)品制造中心；設(shè)有控制科學(xué)與工程碩士點(diǎn)、兵器系統(tǒng)工程聯(lián)合博士點(diǎn)和博士后科研工作站，是國家工業(yè)化和信息化"兩化”融合管理體系貫標(biāo)試點(diǎn)企業(yè)。建所以來，共獲得包括"國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)”在內(nèi)的科技成果獎(jiǎng)480余項(xiàng)，其中***獎(jiǎng)20余項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)290余項(xiàng)。曾獲得"全國質(zhì)量獎(jiǎng)”、"全國文明單位”、"全國精神文明建設(shè)工作先進(jìn)單位”、"全國企業(yè)文化建設(shè)優(yōu)秀單位”、"全國實(shí)施卓越績效模式先進(jìn)企業(yè)”、"國防科技工業(yè)軍工文化建設(shè)示范單位”、"中央企業(yè)先進(jìn)集體”、"江蘇省文明單位標(biāo)兵”、"江蘇省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”、"江蘇省質(zhì)量獎(jiǎng)”等榮譽(yù)稱號(hào)。
第1章 潛艇指控系統(tǒng)概述 1
1．1 潛艇指控系統(tǒng)的基本概念 1
1．2 潛艇指控系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)因 1
1．2．1 軍事需求提出的挑戰(zhàn) 1
1．2．2 技術(shù)發(fā)展提出的挑戰(zhàn) 2
1．2．3 系統(tǒng)演進(jìn)提出的挑戰(zhàn) 2
1．3 潛艇指控系統(tǒng)的主要功能與特征 2
1．3．1 潛艇指控系統(tǒng)的作戰(zhàn)使命與發(fā)展要求 2
1．3．2 潛艇指控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成 2
1．3．3 潛艇指控系統(tǒng)的使命任務(wù) 3
1．3．4 潛艇指控系統(tǒng)的主要功能與性能 4
1．4 潛艇指揮控制過程 6
參考文獻(xiàn) 6
第2章 潛艇指控系統(tǒng)發(fā)展歷程 8
2．1 國外潛艇指控系統(tǒng)的發(fā)展概述 8
2．2 國外典型潛艇指控系統(tǒng)介紹 9
2．3 國外潛艇指控系統(tǒng)的典型特點(diǎn) 12
2．4 國內(nèi)潛艇指控系統(tǒng)的發(fā)展情況 16
2．4．1 集中式指控系統(tǒng) 16
2．4．2 分開式指控系統(tǒng) 16
2．4．3 分布式指控系統(tǒng) 17
參考文獻(xiàn) 17
第3章 潛艇信息融合 18
3．1 概述 18
3．1．1 潛艇信息源特性 18
3．1．2 潛艇信息融合體系框架 23
3．2 信息預(yù)處理 27
3．2．1 野值處理 27
3．2．2 平滑濾波 29
3．2．3 時(shí)間一致處理 30
3．2．4 空間一致處理 31
3．3 多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)融合 33
3．3．1 空間關(guān)聯(lián)融合 33
3．3．2 時(shí)間關(guān)聯(lián)融合 38
3．4 態(tài)勢(shì)估計(jì) 42
3．4．1 概略態(tài)勢(shì)分析 42
3．4．2 短時(shí)態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè) 44
3．4．3 意圖分析 46
3．4．4 威脅估計(jì) 48
3．5 傳感器管理 51
3．5．1 基本原理 51
3．5．2 艇載傳感器管理示例 54
3．6 模擬仿真 54
3．6．1 純方位關(guān)聯(lián) 54
3．6．2 特征輔助關(guān)聯(lián) 55
3．7 小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
第4章 潛艇目標(biāo)綜合識(shí)別 59
4．1 概述 59
4．1．1 目標(biāo)身份層次分類 61
4．1．2 識(shí)別信息源分析 63
4．1．3 目標(biāo)綜合識(shí)別實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu) 64
4．2 特征級(jí)身份識(shí)別 65
4．2．1 水聲目標(biāo)特征提取與分類 65
4．2．2 偵察參數(shù)識(shí)別 68
4．2．3 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特征識(shí)別 69
4．2．4 多特征目標(biāo)綜合識(shí)別 70
4．3 決策級(jí)目標(biāo)綜合識(shí)別技術(shù) 71
4．3．1 身份命題轉(zhuǎn)換與信任函數(shù)生成 71
4．3．2 傳感器可信度估計(jì) 71
4．3．3 目標(biāo)綜合識(shí)別算法 73
4．4 基于魚雷回傳信息的目標(biāo)綜合識(shí)別 77
4．5 作戰(zhàn)集群目標(biāo)識(shí)別 79
4．5．1 目標(biāo)分群 79
4．5．2 編隊(duì)隊(duì)形識(shí)別 82
4．6 目標(biāo)綜合識(shí)別數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 83
4．7 仿真案例 84
4．7．1 水聲目標(biāo)識(shí)別仿真 84
4．7．2 證據(jù)理論改進(jìn)方法仿真 85
4．7．3 純方位目標(biāo)分群仿真 86
4．8 小結(jié) 88
參考文獻(xiàn) 88
第5章 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 91
5．1 概述 91
5．1．1 潛艇隱蔽攻擊的概念 91
5．1．2 潛艇隱蔽攻擊的發(fā)展 92
5．2 水下目標(biāo)純方位定位跟蹤系統(tǒng)可觀測(cè)性分析 93
5．2．1 線性系統(tǒng)可觀測(cè)性的一般結(jié)論 93
5．2．2 純方位定位跟蹤系統(tǒng)可觀測(cè)性分析 94
5．2．3 二要素多方位目標(biāo)定位跟蹤可觀測(cè)性分析 103
5．2．4 一要素多方位目標(biāo)定位跟蹤可觀測(cè)性分析 105
5．3 純方位目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 108
5．3．1 本艇機(jī)動(dòng)優(yōu)化控制 108
5．3．2 純方位目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算方法 112
5．4 已知部分要素的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 118
5．4．1 已知一要素條件下的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 118
5．4．2 已知兩要素條件下的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 121
5．5 方位距離量測(cè)條件下的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 123
5．5．1 二方位二距離目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 123
5．5．2 多方位多距離目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 124
5．6 基于水聲信號(hào)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 124
5．6．1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算的水聲信號(hào)需求分析 124
5．6．2 聲吶波束域信息運(yùn)動(dòng)特征提取 130
5．6．3 基于聲吶波束域信息的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 134
5．6．4 基于聲吶陣元信號(hào)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算技術(shù) 140
5．7 會(huì)聚區(qū)目標(biāo)定位與跟蹤 143
5．7．1 會(huì)聚區(qū)形成機(jī)理 144
5．7．2 會(huì)聚區(qū)參數(shù)計(jì)算 145
5．7．3 會(huì)聚區(qū)目標(biāo)的跟蹤 146
5．8 機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 148
5．8．1 水聲目標(biāo)機(jī)動(dòng)檢測(cè) 149
5．8．2 變速變向機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算方法 163
5．8．3 特殊情況下的機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算 167
5．9 多平臺(tái)協(xié)同定位 170
5．9．1 多平臺(tái)協(xié)同探測(cè)優(yōu)化控制 170
5．9．2 多平臺(tái)目標(biāo)協(xié)同定位解算 172
5．10 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算效果在線評(píng)估 178
5．10．1 解算精度評(píng)估 178
5．10．2 解算穩(wěn)定性評(píng)估 181
5．10．3 解空間及置信度估計(jì) 182
5．11 仿真案例 185
5．11．1 不同量測(cè)條件下勻速直航目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算仿真 185
5．11．2 機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算仿真 186
5．12 小結(jié) 187
參考文獻(xiàn) 187
第6章 魚雷武器控制 189
6．1 概述 189
6．2 直航魚雷射擊諸元解算 189
6．2．1 直航魚雷正常提前角的計(jì)算 189
6．2．2 直航魚雷齊射散角及轉(zhuǎn)角的計(jì)算 192
6．3 聲自導(dǎo)魚雷諸元解算 195
6．3．1 聲自導(dǎo)魚雷單射有利提前角的計(jì)算 195
6．3．2 自導(dǎo)開機(jī)時(shí)機(jī)的相關(guān)計(jì)算 198
6．3．3 聲自導(dǎo)魚雷齊射射擊諸元計(jì)算 199
6．4 尾流自導(dǎo)魚雷諸元解算 202
6．4．1 尾流自導(dǎo)魚雷單射射擊諸元計(jì)算 202
6．4．2 入尾流點(diǎn)選取的相關(guān)規(guī)則 204
6．4．3 尾流自導(dǎo)魚雷齊射射擊諸元計(jì)算 205
6．5 線導(dǎo)魚雷導(dǎo)引參數(shù)解算 207
6．5．1 前置點(diǎn)導(dǎo)引法導(dǎo)引參數(shù)解算 207
6．5．2 方位導(dǎo)引法導(dǎo)引參數(shù)解算 208
6．6 魚雷打擊效果評(píng)估 210
6．6．1 射擊誤差散布分析 211
6．6．2 聲自導(dǎo)魚雷發(fā)現(xiàn)概率估計(jì)技術(shù) 211
6．6．3 尾流自導(dǎo)魚雷發(fā)現(xiàn)概率估計(jì)技術(shù) 213
6．6．4 線導(dǎo)魚雷發(fā)現(xiàn)概率估計(jì)技術(shù) 214
6．6．5 毀傷效果估計(jì)技術(shù) 217
6．7 仿真案例 222
6．7．1 魚雷發(fā)現(xiàn)概率估計(jì)技術(shù)仿真 222
6．7．2 毀傷效果仿真 224
6．8 小結(jié) 224
參考文獻(xiàn) 225
第7章 潛射巡航導(dǎo)彈武器控制 227
7．1 概述 227
7．2 潛射巡航導(dǎo)彈信息保障技術(shù) 227
7．2．1 多彈多目標(biāo)任務(wù)分配技術(shù) 228
7．2．2 目標(biāo)捕獲概率計(jì)算模型 231
7．2．3 仿真結(jié)果及分析 240
7．3 潛射巡航導(dǎo)彈航路規(guī)劃技術(shù) 241
7．3．1 潛射巡航導(dǎo)彈航路規(guī)劃建模 242
7．3．2 潛射巡航導(dǎo)彈對(duì)海/對(duì)陸打擊航路規(guī)劃技術(shù) 246
7．3．3 仿真結(jié)果及分析 255
7．4 潛射巡航導(dǎo)彈打擊效果評(píng)估技術(shù) 257
7．4．1 針對(duì)機(jī)場(chǎng)和機(jī)庫的打擊效果自動(dòng)評(píng)估 257
7．4．2 針對(duì)橋梁的打擊效果自動(dòng)評(píng)估 261
7．4．3 針對(duì)樓房建筑物的打擊效果自動(dòng)評(píng)估 265
7．4．4 仿真結(jié)果及分析 274
7．5 小結(jié) 277
參考文獻(xiàn) 278
第8章 潛艇綜合防御 281
8．1 概述 281
8．2 潛艇威脅目標(biāo)信息綜合處理 283
8．2．1 反潛平臺(tái)威脅預(yù)警 283
8．2．2 來襲魚雷綜合識(shí)別與定位 283
8．2．3 潛艇對(duì)空信息綜合處理 284
8．3 潛艇軟硬防御武器綜合控制 286
8．3．1 潛艇軟硬防御武器的作戰(zhàn)使用 286
8．3．2 綜合防御來襲魚雷 287
8．3．3 綜合防御反潛平臺(tái) 293
8．4 綜合防御效果評(píng)估 295
8．5 小結(jié) 297
參考文獻(xiàn) 297
第9章 遠(yuǎn)程水中兵器指揮控制 299
9．1 概述 299
9．2 遠(yuǎn)程水中兵器作戰(zhàn)使命任務(wù)分析 299
9．2．1 情報(bào)偵察及監(jiān)視 299
9．2．2 反水雷 300
9．2．3 反潛 301
9．2．4 時(shí)敏打擊 302
9．2．5 信息戰(zhàn) 303
9．2．6 其他使命任務(wù) 304
9．3 任務(wù)規(guī)劃技術(shù) 304
9．3．1 打擊目標(biāo)選擇 304
9．3．2 打擊時(shí)間和海域選擇 305
9．3．3 打擊方案流程 306
9．4 遠(yuǎn)程水中兵器航路規(guī)劃 306
9．4．1 基于圖形的航路規(guī)劃方法 307
9．4．2 基于柵格建模的航路規(guī)劃方法 307
9．4．3 基于仿生學(xué)的智能航路規(guī)劃方法 308
9．5 基于多平臺(tái)探測(cè)的信息綜合處理技術(shù) 308
9．5．1 水雷目標(biāo)識(shí)別信息綜合處理 309
9．5．2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)量測(cè)信息綜合處理 310
9．6 遠(yuǎn)程水中兵器布放回收控制技術(shù) 310
9．7 小結(jié) 311
參考文獻(xiàn) 311
第10章 潛地彈道導(dǎo)彈彈道與諸元計(jì)算 313
10．1 概述 313
10．2 彈道導(dǎo)彈的飛行彈道 313
10．2．1 彈道特性及飛行條件 314
10．2．2 常用坐標(biāo)系 316
10．2．3 彈道運(yùn)動(dòng)微分方程 318
10．3 地球物理因素對(duì)彈道的影響分析 324
10．3．1 落點(diǎn)經(jīng)度和緯度的計(jì)算 324
10．3．2 射程偏差和橫向偏差的計(jì)算 325
10．3．3 自轉(zhuǎn)因素對(duì)被動(dòng)段彈道的影響分析 326
10．3．4 科氏加速度及牽連加速度引起射程增加或減小的機(jī)理分析 329
10．3．5 扁率因素對(duì)被動(dòng)段彈道的影響分析 332
10．3．6 再入氣動(dòng)阻力因素對(duì)再入段彈道的影響分析 336
10．4 彈道計(jì)算 337
10．4．1 彈道數(shù)值積分 338
10．4．2 主動(dòng)段彈道快速計(jì)算 339
10．4．3 自由段彈道解析計(jì)算 342
10．4．4 再入段彈道解析計(jì)算 345
10．4．5 全彈道落點(diǎn)參數(shù)計(jì)算 352
10．5 諸元計(jì)算 359
10．5．1 諸元計(jì)算方案 359
10．5．2 諸元計(jì)算的特點(diǎn) 360
10．5．3 諸元計(jì)算的基本內(nèi)容 361
10．5．4 發(fā)射方位角初值的精確計(jì)算 362
10．5．5 飛行程序選擇 369
10．6 小結(jié) 370
參考文獻(xiàn) 370
第11章 潛艇指控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 372
11．1 潛艇信息融合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 372
11．2 潛艇指控目標(biāo)綜合識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 373
11．3 潛艇目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 374
11．4 潛艇武器控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 374
11．5 潛艇綜合防御技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 375
11．6 遠(yuǎn)程智能水中兵器指揮控制發(fā)展趨勢(shì) 376
參考文獻(xiàn) 378
附錄 380
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