【摘要】：預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)作為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心探測(cè)器,決定著系統(tǒng)防御攔截的成敗,是導(dǎo)彈防御的關(guān)鍵一環(huán)。因此,對(duì)預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)展開深入研究,建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行效能評(píng)估仿真,可為我國(guó)預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)和導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展提供參考。本文以美國(guó)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(MD)為切入點(diǎn),并結(jié)合北京宇航系統(tǒng)工程研究所的相關(guān)項(xiàng)目為背景,圍繞預(yù)警雷達(dá)在導(dǎo)彈防御中的重要作用展開相關(guān)技術(shù)的研究。論文的主要工作可概括如下:第一部分介紹了彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的構(gòu)成,著重分析了預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的重要性。第二部分介紹了預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)建模時(shí)用到的相關(guān)工具和理論:美國(guó)國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架(DoDAF)、著色Petri網(wǎng)(CPN)和CPN Tools。第三部分結(jié)合預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)的作戰(zhàn)使命和作戰(zhàn)流程,建立了本文的DoDAF模型,最后采用CPN模型對(duì)其進(jìn)行了仿真驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證,彌補(bǔ)了DoDAF靜態(tài)模型無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)行為特征驗(yàn)證的缺陷。第四部分針對(duì)大型Petri網(wǎng)在進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)化分析時(shí)的復(fù)雜性,本文采用一種基于CPN關(guān)聯(lián)矩陣的結(jié)構(gòu)化分析方法,將CPN模型的關(guān)聯(lián)矩陣轉(zhuǎn)換為一特殊方陣,然后計(jì)算其特征值,通過(guò)特征值的性質(zhì)分析Petri網(wǎng)模型的結(jié)構(gòu),使得大型Petri網(wǎng)模型的分析變得簡(jiǎn)單易行。最后采用此方法驗(yàn)證了本文建立的Petri網(wǎng)模型的正確性和合理性,為后文的預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)效能評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。第五部分從組網(wǎng)雷達(dá)探測(cè)范圍和抗干擾兩方面對(duì)預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行了定性分析,并建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,最后對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)效能評(píng)估進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,得出了一些有參考價(jià)值的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：E927;TN959
【圖文】：

圖 1-1 彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)構(gòu)成中，天基預(yù)警衛(wèi)星、地基預(yù)警雷達(dá)與跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)是彈道導(dǎo)彈防”，主要任務(wù)是完成對(duì)來(lái)襲彈道導(dǎo)彈的探測(cè)、跟蹤、識(shí)別及截獲等彈系統(tǒng)是整個(gè)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的直接殺傷單元，直接決定了此敗，若沒(méi)有反導(dǎo)攔截彈系統(tǒng)，之前的預(yù)警探測(cè)、跟蹤、識(shí)別等任義；C2BMC 則直接負(fù)責(zé)與各個(gè)系統(tǒng)之間的通信，在導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)的核心作用[6]。天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)是導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中預(yù)警系統(tǒng)的一部分，主要由高站組成，用于對(duì)來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行前期預(yù)警。天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)的出基、�；⒖栈A(yù)警系統(tǒng)探測(cè)范圍和探測(cè)角度的局限性，可以實(shí)域覆蓋預(yù)警[7]。目前越來(lái)越多的國(guó)家展開了對(duì)天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)的基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)高軌道部分由 5 顆地球同步衛(wèi)星(Geostationary Ea

目前世界上第一部�；� X 波段相控陣跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)(Sea-Based X Band RSBX)部署在美國(guó)阿拉斯加州的阿留申群島，該雷達(dá)的主要用途就是進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視和殺傷評(píng)估等。美國(guó)導(dǎo)彈防御局(Missile Defense Agency，M于 2010 年 10 月 11 日對(duì) SBX 進(jìn)行了升級(jí)和改造，改造后的 SBX 雷達(dá)將具有廣泛的應(yīng)用前景。1.2.4 反導(dǎo)攔截彈系統(tǒng)反導(dǎo)攔截彈系統(tǒng)作為整個(gè)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的直接殺傷單元，決定著此截任務(wù)的成敗。美國(guó)陸軍早于上世紀(jì) 60 年代就開始著手于反導(dǎo)攔截系統(tǒng)的研并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)[11-13]，此試驗(yàn)為地基動(dòng)能攔截彈(Groud-Based Interceptor，技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從此，反導(dǎo)攔截彈技術(shù)得到了飛速發(fā)展。反導(dǎo)攔截彈系統(tǒng)主要是和跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)、C2BMC 系統(tǒng)之間進(jìn)行交互定相應(yīng)的作戰(zhàn)計(jì)劃，引導(dǎo) GBI 對(duì)來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行攔截。其作戰(zhàn)流程圖如圖 1-2 所

中的攔截彈提供已修正的目標(biāo)信息。C2BMC作戰(zhàn)流程分為如下幾個(gè)階段：(1)預(yù)警階段：系統(tǒng)接收天基高軌衛(wèi)星發(fā)回的預(yù)警衛(wèi)星報(bào)告，啟動(dòng)反導(dǎo)作戰(zhàn)流程；(2)攔截決策階段：根據(jù)預(yù)警雷達(dá)發(fā)送的組網(wǎng)雷達(dá)報(bào)告，判斷目標(biāo)是否處于跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)的搜索范圍。若處于跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)的搜索屏范圍，則生成跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)引導(dǎo)指示，引導(dǎo)制導(dǎo)雷達(dá)搜索跟蹤目標(biāo)；(3)攔截實(shí)施階段：上級(jí)下達(dá)攔截彈發(fā)射命令，C2BMC 指揮攔截彈發(fā)射。通過(guò)跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)對(duì) GBI 和來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行精確跟蹤，最終在攔截點(diǎn)直接碰撞殺傷來(lái)襲目標(biāo)；(4)攔截效果評(píng)估：接收跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)傳送的報(bào)告，對(duì)本次作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行殺傷評(píng)估，并決定是否進(jìn)行二次攔截。圖 1-3 給出了 C2BMC 在彈道導(dǎo)彈防御各階段的能力使用情況示意圖，圖中橫軸為彈道導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)的各個(gè)階段：交戰(zhàn)前，交戰(zhàn)前到識(shí)別威脅， 識(shí)別威脅到確認(rèn)威脅， 確認(rèn)威脅到交戰(zhàn)，交戰(zhàn)到交戰(zhàn)后。

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本文編號(hào)：2766555