基于“火分代码法”的导弹选择目标能力仿真分析＊

江言林，陈圣秋

（海军兵种指挥学院，广州 510430）

0 引言

反舰导弹的目标识别选择性能是影响其打击精度的关键因素。早期的反舰导弹由于射程较近，主要通过装订末制导雷达搜索图对目标进行捕捉选择，其对舰艇编队预定目标的选择能力十分有限。随着导弹制导技术的发展，反舰导弹目标识别选择技术得到很大发展[1]，其中“火分代码法”是目前新型反舰导弹使用较多的一种目标识别技术。所谓“火分代码法”是指将舰艇编队内每一个目标的位置与雷达反射面积等信息参数变换成相应的状态代码，在导弹发射前，将雷达相应搜索图和要攻击目标的特定状态代码同时装订到弹上计算机，当导弹末制导雷达开机搜索相关海域时，根据装订的状态代码，录取满足一定规则要求的目标。文中通过建立导弹“火分代码法”识别选择模型进行相关定量分析，研究各种因素对导弹选择能力的影响及提高反舰导弹选择能力的方法。

1 火分代码法对目标选择分析模型

1.1 目标编队和导弹运动模型

目标编队航行时，其队形一般是保持不变的，即编队内各目标的航向、航速相同。为了描述导弹与目标的相对运动位置，需建立地面坐标系 （O，X，Y，Z）。此时，以反舰导弹发射时刻舰艇所在的位置点为坐标原点，以OX 轴指向正东方向，以OY轴指向正北方向，OZ轴按右手规则确定。在地面坐标系中可根据编队特征（编队间距、编队类型、编队航向），确定编队内各目标相对于编队中心点的位置。假设t时刻编队中心点的位置为Mt（Xmt，Ymt），编队由n个目标组成，其在地面坐标系中相对于编队中心点的位置分别为（Xm1，Ym1），（Xm2，Ym2），…，（Xmi，Ymi），…，（Xmn，Ymn）。t时刻编队中目标i在地面坐标系中的坐标为：

当反舰导弹到达自控飞行终点时，在地面坐标系中编队目标中心相应的概略前置点[2]位置为：

而当反舰导弹到达自控飞行终点时，在地面坐标系中导弹的位置为：

式中：Tzk为导弹自控飞行时间；Xm1、Ym1为编队中心点概略前置点的横坐标和纵坐标；Xm0，Ym0为编队中心点理论前置点的横坐标和纵坐标；vm为编队目标航速；Cm为编队目标航向；vd为导弹飞行速度；Cd为导弹攻击目标时进入方位；t0为武器通道延迟时间；σc为编队目标航向误差；σv为编队目标航速误差；R为目标定位误差；ξcm为目标编队航向误差，（°）；ξvm为目标编队航速误差，m／s；ξxm为目标编队定位误差，m；ξzm为目标编队横向误差，m；Xd1、Yd1为反舰导弹到达自控飞行终点时位置的横坐标和纵坐标；Xd0、Yd0为反舰导弹发射点位置的横坐标和纵坐标；Rf为导弹到达自控飞行终点时的飞行散布误差。

1.2 导弹录取目标模型

为描述导弹对目标的捕捉过程，需建立导弹捕捉坐标系。导弹捕捉坐标系原点位置为导弹弹体质心O0，O0X0轴与弹体纵轴重合，指向导弹头部为正，O0Z0轴在弹体纵向对称平面内与O0X0轴垂直，O0Z0向上为正，OY0轴按右手规则确定。当导弹到达自控飞行终点，末制导雷达开始搜索和录取目标。在捕捉坐标系中，当导弹采用“火分代码法”对目标进行识别选择时，只要某个mi目标满足[3]：

这个目标即被保留，并记录下目标相对导弹的距离、角度。式中：α为末制导雷达方位搜索半宽度；β为末制导雷达波束半宽；θi为目标mi在捕捉坐标系中的角度；ri为目标mi在捕捉坐标系中的距离；rmin为末制导雷达搜索波门近界；rmax为末制导雷达搜索波门远界。

1.3 导弹选择目标模式

当反舰导弹采用“火分代码法”时，主要有“选方位中间”、“选左边”、“选右边”、“选最近”和“选最远”5种目标选择模式。

选中间目标的判别模型：

式中：θmin为末制导雷达捕捉到目标角度的最小值；θmax为末制导雷达捕捉到目标角度的最大值；n为末制导雷达捕捉到的目标总数。选左边目标的判别模型[4]为：

选右边目标的判别模型：

选最近目标的判别模型：

选最远目标的判别模型：

2 仿真计算流程

导弹采用“火分代码法”对目标进行选择的仿真流程如图1所示。

图1 导弹火分目标选择仿真流程图

计算仿真次数，若没有超过设定的仿真总次数，开始当次仿真，若超过设定的仿真总次数，则结束仿真，并输出仿真结果。此时，可得导弹选中预选目标的次数n，该次数与总模拟次数N的比值即为导弹对预选目标的选择概率，即：

3 仿真实例与分析

初始态势[5]：武器通道延迟时间100s；导弹飞行速度0.8 Ma，导弹射程取250km；末制导雷达搜索远界30km，搜索近界5km，搜索扇面±30°，导弹自控飞行终点散布误差3km，导弹选择向“编队中心概略前置点”射击；远程探测平台测得的编队目标航向为0°，编队目标航速为20kn，编队目标为5个目标组成的环形队，编队队形如图2所示，1＃、2＃、3＃、4＃、5＃分别代表编队中的1～5号目标；仿真次数10000次。

图2 环形编队队形

3.1 目标引导数据精度对导弹目标选择性的影响

参数输入：目标舰间间距为20cab，目标选择模式选择“选中间目标”。当引导数据取不同精度时，导弹从不同方位进入对5＃目标的选择概率如图3（0°～90°范围内）所示，表1为导弹对5＃目标攻击的导弹有效选择角度（导弹有效选择角度指导弹从此角度进入攻击目标，能以较高概率选择到预定目标，文中设当目标选择概率大于0.85时，导弹进入角度为有效选择角度）。

图3 不同引导精度时，导弹从不同方位进入对5＃目标的选择概率

表1 不同引导数据精度对导弹选择5＃目标有效选择角度的影响

3.2 编队目标间距对导弹目标选择性的影响

参数输入：目标航向均方差为3°，航速均方差为1.5kn，目标定位误差为3km，目标选择模式选择“选中间目标”。

当编队目标间距d取不同数值时，导弹从不同方位进入对5＃目标的选择概率如图4所示。

3.3 仿真结果分析

通过对不同条件下，采用“火分代码法”，导弹从不同方位进入对预选目标的选择概率进行计算，得出如下结论：

1）导弹进入方位对导弹目标选择性影响明显。同一火分目标选择模式，导弹从不同方位进入，选择概率明显不同，应尽量从导弹有效选择角度进入，以提高导弹对特定目标的识别选择概率。

2）引导数据的精度对导弹识别选择性能影响很大。引导数据精度越高，导弹的目标选择性越好，导弹的有效选择角度也越大。

3）编队目标舰间间距对导弹目标选择性影响很大。编队舰间间距越大，导弹的目标选择性就越好。

4）导弹末制导雷达搜索区域的大小，直接影响到导弹识别选择性能。导弹末制导雷达搜索区域越小，目标选择性越好。应在确保导弹对目标有效捕捉的条件下，适当缩小导弹末制导雷达的搜索区域，以提高导弹的目标选择能力。

5）在其他条件相同的情况下，采用适当的火分代码，能够提高识别选择出舰艇编队中特定攻击目标的概率。

图4 不同编队间距时，导弹从不同方位进入对5＃目标的选择概率

4 结论

通过对采用“火分代码法”导弹的选择能力仿真分析可知，此种方法对编队目标的选择能力与引导数据精度、编队目标间距、编队目标运动方向、末制导雷达搜索区域设置和火分代码选择等诸多因素有关。因此，必须在掌握多种目标和导弹信息参数的基础上，综合设计导弹的目标搜索选择方案，以充分利用“火分代码法”的目标选择性能，提高导弹对编队特定目标的打击精度。

[1]颜仲新，杨祖快，刘鼎臣.反舰导弹搜捕方式的变革与发展[J].飞航导弹，2002（9）：48－51.

[2]刘辉建，江言林.基于航路规划的导弹“概略前置点”射击方式研究[J].军事运筹与系统工程，2008（2）：45－49.

[3]王光辉，赵建军，严建钢，等.反舰导弹对编队预选目标捕捉概率模拟算法[J].海军航空工程学院学报，2001，16（4）：481－484.

[4]严建钢，王光辉，杨晓华.末制导雷达目标选择模式研究[J].弹箭与制导学报，2004，24（4）：132－135.

[5]纪永清，董文洪，唐金国.海军兵种武器系统作战效能评估[M].北京：海潮出版社，2000.