低轨预警卫星系统建模仿真与效能评估研究

发布时间：2020-08-11 08:25

【摘要】：低轨预警卫星作为导弹防御的整个系统的“眼睛”,在导弹防御的完整流程中扮演极其关键的角色。因此,很有必要分析研究低轨预警卫星的功能和作用。本文把低轨预警卫星系统当作对象开展研究工作,主要从低轨预警卫星系统对空间目标进行定位跟踪、探测预警仿真、低轨预警卫星系统综合效能评估三个方面进行研究。本文的主要工作如下:(1)低轨预警卫星视线相交目标定位跟踪建模分析。建立视线相交目标定位模型,分析利用该方法定位时的影响因素,本文将其分为测量信息误差和卫星布局,进而分析影响因素对定位精度的影响规律。设计不同卫星选择方案,分析采用不同方案对导弹定位时定位精度的变化情况。结合定位方法和卫星选择方案,利用扩展卡尔曼滤波算法对弹道导弹自由飞行段进行弹道跟踪。(2)低轨预警卫星系统探测预警仿真研究。构建低轨预警卫星功能模型,包括探测距离、几何可见性、光学可见性、预警时间、落点预报等模型,根据建立的模型研制探测预警仿真软件。利用仿真软件开展仿真实验,可获得低轨预警卫星系统的探测预警能力参数,也可为进行低轨预警卫星系统综合效能评估提供基层指标的数据支撑。(3)低轨预警卫星系统效能评估分析研究。基于层次分析法开展低轨预警卫星系统综合效能评估研究,分析影响其综合效能的影响因素,利用正交设计方法设计低轨预警卫星综合效能评估仿真实验,分析各影响因素对综合效能的影响的显著性水平,确定影响综合效能的关键因素。本文开展的研究进一步分析低轨预警卫星对目标定位时定位精度的影响因素及其影响规律。在此基础上开展探测预警能力仿真,以研制的仿真软件为支撑,进行低轨预警卫星系统综合效能评估研究,在实验设计理论的指导下开展仿真实验,对影响综合效能的影响因素进行显著性分析,进而确定其中的关键因素。本文的研究成果具有一定的理论和工程价值,可为相关领域的进一步研究提供参考。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E927;TJ861
【图文】：

作战效果,导弹,弹道导弹

第一章绪论1.1 研究背景及意义究背景种携带有战斗部，凭借导弹安装的推进装置提供动力控制它的飞行弹道，将导弹指引向目标最终摧毁目标置、飞行控制系统、战斗单元、弹体以及弹上电源等性的差异，导弹分为飞航形式的导弹和弹道形式的导弹投入实战应用的是纳粹德国在二战时期设计制造的然其当时的作战效果并不是特别好，但 V2 导弹是后来。二战后，很多国家都特别重视发展弹道导弹技术，动控制、精密仪表和机械等科学技术的发展也为弹道术基础。在核武器和弹道导弹结合以后，核导弹作为，成为大国实力的象征[1]。

示意图,导弹防御系统,示意图,导弹预警卫星

的简单示意。导弹防御系统完成拦截任务，需要导弹预警卫星、预警雷达、地基雷达、拦截弹系统以及地面指挥控制系统五部分精确合作。图1.2 导弹防御系统示意图导弹预警卫星系统是用于探测、识别敌方导弹的发射，对来袭目标的飞行轨迹进行跟踪并发出预警信息，是名副其实的千里眼。预警卫星系统一般包含部署在地球的同步轨道、大椭圆的地球轨道和地球的近地轨道上的多颗卫星[2]，它们共同组网构成预警网络。它们通过所搭载的红外探测器和可见光探测器，发现并且跟踪导弹的发动机尾焰或者是弹体的红外辐射信号。然后，将探测到的对象的图像发回到地面指控系统，为后续导弹防御步骤提供对象的特性参数。可以说，预警卫星是导弹防御完整过程中极其重要的组成元素[3],[4]。通常情况下，导弹预警卫星由地球的静止轨道（GEO 轨道）部分、大椭圆的地球轨道（HEO 轨道）部分和地球的近地轨道（LEO 轨道）部分组成[5]

三角形,预警卫星,低轨,相对位置

观测三角形

【参考文献】