对地攻击任务规划系统关键技术地研究

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1、国内图书分类号：TP13国际图书分类号：681.5工学博士学位论文对地攻击任务规划系统关键技术的研究博士研究生：刘新艳导师：黄显林教授申请学位：工学博士学科、专业：控制科学与工程所在单位：控制理论与制导技术研究中心答辩日期：2008年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP13U.D.C:681.5DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYOFKEYTECHNOLOGYOFAIR-TO-GROUNDMISSIONPLANNIN

2、GSYSTEMSCandidate:LiuXinyanSupervisor:Prof.HuangXianlinAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineerAffiliation:CenterforControlTheoryandGuidanceDateofDefence:March,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnolo

3、gy摘要摘要任务规划系统（简称MPS），是空对地作战指挥系统的核心子系统。在空对地攻击作战行动中，作用于起飞、巡航、突防、对地攻击、返航等各个飞行阶段。任务规划系统为航空兵的对地攻击作战行动编制完整的作战任务计划，是提高对地攻击作战飞机生存力和作战效能的必备手段。国外发达国家的任务规划系统已经成为装备，装备载体涉及了海陆空各个领域。任务规划系统在军事中的重要地位和作用决定了任务规划系统公开、可借鉴的成果非常有限。任务规划系统的系统化研究在国内尚未充分开展，而且，国内相关研究主要集中于任务规划系统的航迹规划和威胁

4、级别量化方法方面。航迹规划方法和威胁量化方法绝大多数是围绕“回避威胁式”战术展开的，主要适合于防空火力稀疏、空地对抗烈度低的突防攻击作战以及无人机、巡航导弹等小型飞行器的突防作战任务规划，其规划过程和结果与现代强火力、高密度、指挥网络化的防空火力体系情况下主要而且必须采用的主动突防策略不匹配，与实际应用还存在相当的差距。目前，国内在基于任务规划系统的航迹规划、威胁量化方法、任务分配技术的一体化理论和完整实践技术研究方面施加的力量也非常薄弱。针对现代高密度、高重叠、高杀伤力的突防环境，并按照主动攻击策略是突防作战

5、飞机实现高生存率和高任务完成率的核心战略的思路，论文明确以服务于主动攻击策略为目标，开展了对地攻击任务规划系统的多项关键技术的研究工作，对威胁评估、航迹规划、任务分配与应用进行了系统、一体化考虑，论文的主要研究工作及创新性成果包括：从攻击作战使用的角度出发，采用突防作战飞机实施“清除式”主动攻击对地面火力完全压制/消灭时所需弹药当量来量化地面火力对空的威胁，提出了基于弹药当量化的威胁级别量化方法，解决了突防过程中机载武器使用量与突防生存率的关系问题，并解决了地空火力系统威胁重叠区处的威胁级别不易量化和量化不准确

6、等问题；同时，提出了基于粗糙集进行威胁排序的解决方法，以解决威胁级别弹药当量化结果相同时地面防空火力系统的威胁排序问题。基于粗糙集的威胁排序方法为地面防空火力系统参数不完备、不易获取条件下的威胁排序提供了一种新的解决思路。基于弹药当量化的威胁级别量化和基于粗糙集的威胁级别排序的综合运用较全面地解决了对地攻击任务规划系统中威胁级别的量化问题，并为实施航迹-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文规划、制定机载武器投放数量和计划，评估作战效果和战术经济性提供了直观量化的工具和基准。论文提出了基于主动攻击任务规划系统对航迹

7、规划的要求，提出并阐述了任务规划系统中航迹规划应满足的规划原则；并以支持和实施现代战争对地攻击中“尽可能回避威胁、若不能回避则对威胁实施打击，打则打弱敌”的突防策略为宗旨，提出了一种基于主动攻击策略的航迹规划算法：建立了针对主动攻击突防战术的全局寻优动态威胁空间搜索树模型；方法中提出通过曲直比有效限定航迹规划域的宽度，将规划航迹的搜索范围同突防的时间要求保持一致，并通过采用飞机机动性能和航迹约束条件形成的机动限制锥的方式进一步缩减了待搜索点的范围，从时间、燃油和整体上控制了航迹搜索范围，从而进一步提高了航迹点的

8、搜索和处理效率；论文同时给出了使用该航迹规划方法的实现过程，提供了应用该方法进行航迹规划时各类情况的解决途径。论文以弹药当量化威胁级别量化和基于主动攻击的航迹规划的研究为依据，对对地攻击任务规划系统中的任务分配和任务计划生成进行了研究：在保证作战任务完成的前提下，以战术经济性为目标，系统地建立了任务分配模型，提出了机载武器发射点计算方法，建立了以主力攻击机的作战方案为核心、与航迹规划紧