[發明專利]一種多賦值法的擾動引力場對不同形態彈道影響特性分析系統及方法

有效

• 申請號: 201611075769.5
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106599410B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 韋常柱;常曉華;李源;豐海;何飛毅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 劉景祥

技術領域

本發明涉及一種多賦值法的擾動引力場對不同形態彈道影響特性分析系統及方法。

背景技術

引起導彈落點偏差的因素主要包括制導工具誤差和制導方法誤差。制導工具誤差是制導設備，如慣性平臺、加速度表、陀螺儀以及計算機等性能不完善引起的落點偏差，約占總誤差的70％～80％。制導方法誤差是由于制導方法不完善引起的落點偏差。隨著制導設備性能的改進，制導方法誤差的影響日漸突出。在引起制導方法誤差的因素中，擾動引力場是主要誤差源，對制導工具誤差也有一定的影響。對于射程10000km左右的遠程彈道導彈，全彈道上作用的擾動引力造成的落點偏差最大可達千米量級。同時，對于長時間低空機動飛行導彈、多頭分導導彈等，其受擾動引力影響時間長，誤差累積耦合作用明顯。因此，深入研究擾動引力場對不同形態彈道及落點偏差的影響特性，開發集成簡易直觀、操作便捷的仿真分析平臺具有重要意義。

確定擾動引力場的關鍵在于求解關于擾動引力位的外部邊值問題。擾動引力賦值方法大致歸納為兩類：模型逼近和算法逼近。模型逼近主要有以Stokes理論為代表的大地水準面邊值問題解(直接積分法)、廣義延拓法和覆蓋層法等；算法逼近主要有點質量法、最小二乘配置法、有限元逼近法和球諧函數法等。幾種主要賦值方法的特點見下表：

正因為有眾多擾動引力的賦值方法，而且很多方法在理論方面也已經發展成熟，理論體系嚴密，所以在計算擾動引力時，可供選擇的方法很多。如何選取最合適、高效的方法來計算某種形態的彈道，將各種計算方法整合在一起并突出每種方法的功能優勢的集成平臺可以很好地解決上述問題。對于擾動引力影響特性的分析方法，除了傳統的直接積分求差法外，利用狀態空間攝動理論推導的攝動法及誤差傳播分析法可以彌補直接積分求差法的不足，為影響特性的分析帶來方便。而將擾動引力計算與彈道分析結合在一起，可以更加多元地進行彈道分析，增加結果間的對比性，為相關研發單位提供技術依據和數據支持。

發明內容

本發明的目的是為了實現導彈諸元射擊、快速機動發射的能力，提高導彈精確打擊能力，并獲得擾動引力場對不同形態彈道及落點偏差的影響特性，由此本發明提供了一種多賦值法的擾動引力場對不同形態彈道影響特性分析系統及方法。

上述的發明目的是通過以下技術方案實現的：

一種多賦值法的擾動引力場對不同形態彈道影響特性分析系統，包括仿真平臺主界面模塊，

所述的仿真平臺主界面模塊包括多種擾動引力賦值算法選擇子模塊、彈道形態選擇子模塊、擾動引力對彈道影響特性分析子模塊、彈道仿真子模塊和數據處理與結果顯示子模塊；

所述的多種擾動引力賦值算法選擇子模塊確定引力計算底層的數學形式；

所述的彈道形態選擇子模塊提供多種彈道模式，通過外部輸入程序角完成指定彈道的生成；

所述的擾動引力對彈道影響特性分析子模塊是引力影響特性分析的基礎，提供三種不同的引力影響特性分析方法，用戶根據實際需求選擇分析方法，該三種分析方法可單獨使用或任意組合使用；

所述的彈道仿真子模塊根據底層程序代碼及外部輸入的程序角用于彈道仿真，得出擾動引力作用下的彈道計算結果；

所述的數據處理與結果顯示子模塊對得出的彈道計算結果進行數據讀取、處理、查詢、比較以及分析。

進一步的，所述的仿真平臺主界面模塊是面向用戶的，仿真平臺主界面模塊有專門的幫助子模塊的選項菜單和按鈕，方便用戶隨時切換。

進一步的，所述的多種擾動引力賦值算法選擇子模塊從有限元逼近法、廣義延拓法及球諧函數法中任意選擇一種方法，三種方法是等價的，均可以提供對應模型在所需坐標點處擾動引力三分量，用戶依據不同的任務要求選擇合適的擾動引力計算方法。

進一步的，所述的彈道形態選擇子模塊提供多種彈道模式，通過外部輸入程序角完成指定彈道的生成，如果沒有設計好的程序角，則直接使用程序內置的多種典型彈道的程序角數據。

進一步的，所述的擾動引力對彈道影響特性分析子模塊對積分求差法、攝動法和誤差傳播分析方法的優缺點和適應性給出提示，用戶根據提示及實際需求選擇相應的分析方法。

進一步的，所述的彈道仿真子模塊用于彈道積分計算，得出擾動引力作用下的彈道計算數據，用戶根據需要選取坐標系，導彈的總體參數由用戶更新相關設置文件，其中相關設置文件包括典型導彈動力學模型、仿真步長、關機條件、落點偏差顯示類型，其中典型導彈動力學模型包括氣動參數、發動機參數以及不同坐標系間的轉換模型。