被动潜标系统反潜作战概率评估模型研究

发布时间：2020-07-18 01:22

【摘要】：被动潜标系统应用日益广泛,已成为海洋技术与国防军事前沿装备之一,在反潜搜索应用中,潜标系统具有搜索效率高、不易被发现、覆盖面积广等特点,在探测发现目标中有着重要的理论和实际意义。本文研究了被动潜标系统在反潜作战中的概率评估模型的问题,以概率统计理论为基础,通过数学分析的方法,建立了基于被动潜标系统的反潜发现概率模型、目标定位模型和攻防概率模型三个重要的效能指标概率模型,并应用MATLAB对其进行了实验仿真,分析了潜标系统的优越之处。主要研究工作如下:首先,简要介绍了反潜作战效能评估方面的研究背景、意义,以及反潜作战概率评估方面的研究现状。第二,主要介绍反潜概率评估理论的相关基础知识。主要研究了经典潜艇反潜发现概率模型,潜艇目标定位模型等的相关内容,作为本文研究的理论基础。第三,在对潜艇反潜发现概率研究的基础上,结合潜艇反潜的实际应用,建立了被动潜标系统搜潜发现概率模型,并对其进行了仿真实验,定量分析了潜标间距和潜艇速度对反潜发现概率的影响。仿真结果表明:被动潜标系统对潜艇反潜搜索发现概率有明显的提高。从而为反潜研究提供必要的理论支持。第四,结合被动潜标系统的作战情形建立了三种典型的潜标目标定位模型,根据目标在潜标阵的区域,利用潜标探测设备实时确定目标当前的位置及方向等目标信息。并对所建立的模型进行了实验仿真,并与经典潜艇目标定位的两种方法(即三方位一距离法和四方位法)进行了比较。最后,研究了基于解析法的声自导鱼雷攻击和防守概率模型。通过对自导鱼雷发现目标、命中目标条件分析给出了自导鱼雷射击有利提前角的概念,并介绍了三种求解有利提前角的方法。在自导鱼雷捕获概率模型和追踪概率模型的基础上,建立了基于自导鱼雷的反潜潜艇攻击概率模型和防守概率模型。并应用MATLAB对该模型进行了仿真。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：E925.4
【图文】：

反潜潜艇,潜艇,搜索能力,航向

图２．１反潜潜艇发现目标的距离大于目标开始规避的距离逡逑反潜潜艇和敌潜艇的航向夹角，反潜潜艇的平均搜索能Ｕｑ＝＾ｉ邋＾Ｕｑ逦＝邋２ｎ邋＾２ｒ，ｗＶｐ得到逡逑ＶＰ邋Ｗ）邋＝邋ｙｌｖｌ邋＋邋ｖｄ￣邋２ｖ？ｖｄ邋ｃｏｓ邋＾潜潜艇的搜索速度，ｖｄ表示敌潜艇的航行速度。逡逑）带入公式（２－８）中，得到逡逑Ｗ＊邋士邋广邋ｙｌｖｌ＋邋ｖ２ｄ￣２ｖｗｖｄ邋ｃｏｓ邋（ｐｄ＜ｐ均值ｖｐＳ逡逑ｖｐ邋＝邋士玉２＋邋ｖ】－邋２ｖＡ邋ｃｏｓ邋炉却现目标距离大于目标开始规避距离时的搜索能力为逡逑

反潜潜艇,搜索范围,阴影区域,目标

ｐ（＜Ｐ）邋／逡逑Ｅ0／逡逑图２．１反潜潜艇发现目标的距离大于目标开始规避的距离逡逑针对不同的反潜潜艇和敌潜艇的航向夹角，反潜潜艇的平均搜索能力为：逡逑Ｕｑ＝＾ｉ邋＾Ｕｑ逦＝邋２ｎ邋＾２ｒ，ｗＶｐ逦（２＇８）逡逑从速度三角形中得到逡逑ＶＰ邋Ｗ）邋＝邋ｙｌｖｌ邋＋邋ｖｄ￣邋２ｖ？ｖｄ邋ｃｏｓ邋＾逦（２－９）逡逑其中，ｖｗ表示反潜潜艇的搜索速度，ｖｄ表示敌潜艇的航行速度。逡逑把公式（２－９）带入公式（２－８）中，得到逡逑Ｗ＊邋士邋广邋ｙｌｖｌ＋邋ｖ２ｄ￣２ｖｗｖｄ邋ｃｏｓ邋（ｐｄ＜ｐ逦（２－１０）逡逑令相对速度的平均值ｖｐＳ逡逑ｖｐ邋＝邋士玉２＋邋ｖ】－邋２ｖＡ邋ｃｏｓ邋炉却逦（２－１１）逡逑则在反潜潜艇发现目标距离大于目标开始规避距离时的搜索能力为逡逑Ｕｑ＝２ｒｗｖｐＰｋ逦（２－１２）逡逑在第二种情况下，敌潜艇先发现反潜潜艇并开始脱离机动。逃脱的初始距离Ｄ，—般逡逑是０．６？０．８倍发现距离。对于敌潜艇来说，最有利的脱离机动是从反潜潜艇的跟踪区域逡逑逃脱出去，航向垂直于临界角逡逑９逡逑

距离法,概略,潜艇,航向

早期潜艇鱼雷攻击的一个方法，是潜艇隐蔽攻备稳定地接收到目标的方位信息且已知某一个离法能较好地定位出目标的位置、速度等信息。音测距或者潜望镜测距来进行估计。逡逑位法的步骤如下：逡逑化，给出反潜潜艇三个时刻的位置％，％，％，，ＰＦ２，％点探测到目标三个方位尽，５２，尽；逡逑孕上估测距离＝邋Ａ邋；逡逑点作一条辅助线分别与５２，５３交于Ｍ２，Ｍ３点；逡逑２Ｍ３上截取过点作５２的平可得到目标的概略航向；逡逑的概略航向和航行时间可以得出目标的概略速Ｍｘ逡逑

【参考文献】