時敏目標打擊體系建模與評估方法研究,時敏目標(Time Sensitive Target,簡稱TST)指戰場上隨機出現、打擊機會受時間視窗嚴格限制、打擊須獲上級決策者授權的高價值目標。
基本信息,內容簡介,
基本信息
副題名
外文題名
論文作者
趙炤著
導師
周經倫指導
學科專業
控制科學與工程
學位級別
博士論文
學位授予單位
學位授予時間
2009
關鍵字
作戰 武器裝備 時敏目標(TST)
館藏號
E83
館藏目錄
2010\E83\4
內容簡介
打擊TST的作戰任務(簡稱TST任務)具有時間約束嚴格、信息互動質量要求高、作戰行動高度並行、作戰決策隨機性強等特性;需要多種類型的武器裝備系統組成的時敏目標打擊體系(簡稱TST體系)緊密協同與配合;並對TST體系的目標探測與識別能力、信息互動與共享能力、快速決策能力及遠程精確打擊能力等都提出了很高的要求。
在評估TST體系作戰效能和作戰能力時,傳統模型和方法在研究對象規範化描述、評估指標選取、作戰過程建模、關鍵參數分析等方面都存在很多難以解決的問題。為此,本文以打擊地面TST的武器裝備體系為研究對象,從評估框架、作戰過程模型、關鍵參數建模與分析等方面,提出一種武器裝備體系評估方法。
論文主要工作如下:
(1)根據TST任務要求,深入分析了TST體系的概念、結構和作戰流程;基於美國國防部體系結構框架,建立TST體系的組成結構和作戰流程的規範化描述;充分考慮時間因素的影響,給出TST體系殺傷鏈長度、TST任務成功機率等效能指標模型,提出TST體系互動性和判別能力指標;在此基礎上提出TST體系評估框架和實施流程。
(2)提出了基於Petri網的TST任務作戰過程建模方法,描述TST任務的時間視窗約束、隨機決策和協同並發等特性。通過對傳統的Petri網模型的擴展,提出隨機決策網(Stochastic Decision Net,簡稱SDN)描述TST任務作戰過程,給出了SDN模型運行規則,並提出基於網結構的隨機決策規則構造方法;建立了TST任務的典型作戰過程SDN模型以及模型求解算法。
(3)建立了TST任務多種關鍵參數的模型及其分析方法。在時間因素方面,建立典型TST時間視窗模型、以SAR圖像生成過程為代表的感測時間模型以及彈道飛彈飛行時間、平台進入時間和航彈飛行時間模型;在決策質量方面,以體系互動性指標為基礎,建立基於決策時間的體系決策質量評估指標模型;在目標的探測和識別能力方面,建立TST體系對TST的探測機率和判別機率模型。
(4)針對TST體系信息互動能力評估問題,提出體系互動性指標的概念、定義和性質;提出TST體系互動性描述的矩陣模型,將互動性評估轉化為矩陣範數計算問題,並採用譜範數作為TST體系互動性綜合評估指標,從數學上證明了該指標對體系內部各系統之間互動質量的單調性,保證了TST體系互動能力評估的合理性。
(5)以一個典型的打擊地面TST任務為背景,設計作戰想定和試驗方案,並根據國內外武器裝備發展現狀構造了兩種TST體系,通過仿真對其作戰效能和作戰能力進行了對比分析,通過敏感性分析研究了作戰效能影響因素,對論文提出的模型和方法進行了驗證。最後,總結全文研究內容並對進一步工作進行展望。