低轨预警卫星系统建模仿真与效能评估研究

【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。