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舰艇末端防空反导仿真中的蒙特卡洛方法应用

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ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｏ ｎ ｔ ｅ Ｃａ ｒ ｌ ｏ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｓ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｆ ｌ ｅ ｘ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｔ ｉ － ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｍｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ａ ｒ ｌ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，ｗａ ｒ ｓ ｈ ｉ ｐ ａ ｉ ｒ － ｄ ｅ ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ ＣＩ 舔ｓ Ｎｕ ｍ￣ ｒ ＴＰ３ ９ １
２ ０ １ ４年第 ５期
舰 船 电 子 工 程
ห้องสมุดไป่ตู้７ ３
步骤 如下 ： １ ）根据 需 要 解 算 问题 的 实 际 需 要 ， 假 定 模 拟
６ ）判 断 是 否 毁 伤 ， “ 是” 则 判 断 模 拟 次 数 是 否 达 到模 拟次 数 上 限 Ｓ， 没 有 达 到则 模 拟 次 数 Ｗ ＋ １
ｇｚ
３． ０
０ ． ９ ８ ７ ６
０． ９５ ４５
２ ． ５
２． ０
的毁伤概率的情况下 ， 蒙特卡洛法是较为有效的计 算方 法 。
０ ． ８ ６ ６ ４ ０ ． ６ ８ ２ ７
１ ． ５ １
当置信概率 口给定时， 模拟精度 ￡ 越小 ， 表示
２ 蒙特卡洛方法
在应用于确定事件概率的仿真计算中， 其主要
作者简介 ： 祝笑舟 ， 男， 硕士 ， 高级工程师 ， 研究方向 ： 系统仿 真。古华 栋 ， 男， 硕士 ， 工程师 ， 研究方 向 ： 火 力控制 系统 。 吴桂生 ， 男， 硕士 ， 高级工程师 ， 研究方 向 ： 系统仿 真 ， 雷达信号处理 。
ＺＨＵ Ｘｉ ａ ｏ ｚ ｈ ｏ ｕ ＧＵ Ｈｕ ａ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｗ Ｕ Ｇｕ ｉ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ
（ Ｎａ ｖ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ３ ０ ８ ）
仿真方法 ， 并通过一个仿真案例 ， 验证 了该仿真设计 的可应用性和灵活性 。 关键词
中图分类号
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｏ ｎｔ ｅ Ｃａ ｒ ｌ ｏ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｎ Ｔｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ Ａｎ ｔ ｉ － ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｗａ ｒ ｓ ｈｉ ｐ
一
ＫＩ ｌ－ － Ｐ） Ｐ（
—
— —
（ １ ）
下
一
ｅ
式（ １ ） 中， 以 统计 估 计 值 户 近 似 代 替 事件 概 率 Ｐ。
Ｋ 为置信系数 ； ｅ 为模拟精度 。置信概率 ａ 与置信
系数 Ｋ 的取值关 系如 表 １所示 。
表 １ 置信 概 率 与置 信 系数 的 关 系
１ 引言
未来 海战 中 ， 水 面舰艇 所 面临 的主要 威 胁来 自 空中， 舰艇 末端 防空 武器作 为水 面舰 艇 的最 后 的 防 空手 段 ， 是 水 面舰 艇 的 防 空作 战 的重 要 环 节［ １ 卅］ 。
拟计 算 次数 作 为判决 因素 ， 计算 方法见 式 （ １ ） 。
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ５
７ ２
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
总第 ２ ３ ９期 ２ ０ １ ４年第 ５期
舰 艇 末 端 防空反 导 仿 真 中的 蒙特 卡 洛 方 法应 用
ｔ ２
０． ９９ ７３
目 前， 在对舰艇末端防空反导的射击效能仿真分析 中， 评估方法主要有解析法和蒙特卡洛法［ ３ ］ 。解 析法只能用来解决简单情况下的 目标命 中概率计
算 问题 ， 并 需要做 很 多的假 设 和简化 。而针 对 实 际 过程 中比较复杂 的情 况 ， 尤 其是 评估 指 标为 对 目标
祝 笑舟 古华 栋 吴桂 生
北京 １ ０ ２ ３ ０ ８ ） （ 海 军 军 训 器 材研 究所
摘
要
针对舰艇末端防空反导仿真分析中的存在 的不确定 因素问题 ， 论文设 计 了一个基 于蒙特卡 洛法 的防空反导 反导仿真 ； 蒙特卡洛法 ；舰艇 防空
Ｔ Ｐ ３ ９ １ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２ — ９ ７ ３ ０ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ ２ １
所 计算的 概率值的 精确度越高； 当ｅ 给定时， 越
２ ． １ 蒙特卡洛方法的判决条件 大， 表示所计算的概率值可靠程度也越高 。 蒙特卡洛方法是一个循环求解的过程 ， 因此需 ２ ． ２ 采用蒙特卡洛方法的仿真步骤
要一个跳出循环计算的条件， 本文讨论 的是利用模
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ 年１ １月 ８日， 修回 日期 ： ２ ０ １ ３年 １ ２月 １ ９日
Ａｂ ｓ ｔ 瞅
Ａｉ ｍｉ ｇ ｎ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ － ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗａ ｒ ｓ ｈ ｉ ｐ。ａ ｎ ａ ｎ ｔ ｉ － ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ

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一种基于蒙特卡洛法的巡航弹航迹规划建模与软件实现方法

一种基于蒙特卡洛法的巡航弹航迹规划建模与软件实现方法


1. 3 威胁突防模型
敌威胁模型主要由歼击机 、地空导弹 、高炮等作战单元组
成 。在分析多层防御系统的组成 、作战流程和拦截方式的基础
上 ,可以建立巡航弹攻防对抗系统框架 ,并且建立单枚或多枚巡 航导弹的上述几种火力威胁的突防概率模型 。例如歼击机 ,其 防空区域大 ,灵活性强 ,是敌威胁模型的主力 ,当单枚巡航弹通 过一个歼击机作战单元时有 m (一般为 1或 2)个火力单元对其 进行拦截 ,设第 i ( 1 ≤ i ≤m )个火力单元对该枚巡航弹的拦截 概率为 pi (与每个火力单元的可拦截次数有关 ) ,则单枚巡航弹 对歼击机作战单元的突防概率为 :
m
∏ P = ( 1 - pi ) i =1
据试验数据和计算结果 ,对于一架可发射空中导弹数为 6 枚的 F216歼击机 ,单枚巡航弹的突防概率对高度变化的曲线图 如图 2所示 (航路捷径 l = 60km, 速度 v = 0. 7M a) , 对飞行速度 变化的曲线图如图 3 所示 (飞 行 高 度 h = 50m, 航 路 捷 径 l = 60km ) 。
3 (D epartm en t of Com pu ter Science, S econd A ritillery En igeering College, X i’an 710025, S haanxi, Ch ina)
Abstract Monte Carlo algorithm is an important p robability calculation method. Route p lanning for cruise m issiles flight path is a struc2 tureless op tim ization p rocess and is a p lanning method of flight path difficult to be denoted by a set of mathematical models. The difficulty lays on striving for quickness and high p recisions in order to enhance emergency reaction ability of the m ilitary forces and it’s crucial to surviving and vanquishing. This paper focuses on the study of an algorithm designed w ith Monte Carlo to break through the obstacle of firepower units. Firstly, the algorithm divides the p lan into several smaller events, then statistical experiments is carried out with random numbers, and finally the decision of whether to save or delete points is made from the conclusion of what points are effective or not. Monte Carlo method effectively realized the route op tim ization design for flight path in geodetic azimuth constraint conditions, and the speed derived can be lifted to 22 percent higher than that of traditional method. Software modelling is realized w ith UML , including the static model like the class diagram and the dy2 nam ic model like the sequence diagram. The software p latform of route p lanning for flight path p resented perform s well in app lication, it stand2 ardizes the p lanning p roject and also shortens the exp loitation time.
基于Monte-Carlo方法的弹炮结合防空武器系统毁歼概率仿真研究

基于Monte-Carlo方法的弹炮结合防空武器系统毁歼概率仿真研究

Research on the Simulation for Missile and Gun combination Air Defence Weapon System kill Probability based on Monte - Carlo 作者： 胡建辉;王巨海;姚光仑
作者机构： 防空兵指挥学院,河南,郑州,450052
出版物刊名： 军事运筹与系统工程
页码： 40-44页
主题词： Monte-Carlo法;弹炮结合;毁歼概率;模型
摘要：根据弹炮结合防空武器系统对空射击的特点,建立了其毁歼空中目标的数学模型,并在此基础上利用蒙特卡洛方法对模型进行了仿真分析,仿真结果贴近实验数据,为弹炮结合防空武器系统提供了一种用计算机仿真模拟来计算毁歼概率的方法,解决了用解析法计算毁歼概率所带来的诸多困难,为新型系统的设计、研制和评价提供了依据和必要的分析手段.。

仿真试验在美国海军舰艇自防御系统论证中的应用

仿真试验在美国海军舰艇自防御系统论证中的应用

仿真试验在美国海军舰艇自防御系统论证中的应用仿真试验在美国海军舰艇自防御系统论证中的应用随着现代科技的不断发展，海军舰艇自防御系统已经成为了现代军事装备的重要组成部分。

美国海军一直致力于开发先进的自防御系统以保障海军舰艇在作战中的安全。

然而，在实际应用中，自防御系统的效果会受到众多因素的影响，例如天气条件、舰艇运动状态、攻击武器种类等。

因此，为了更加准确地评估自防御系统的实际效果，美国海军使用仿真试验进行系统论证，本文将对此进行介绍和分析。

首先，为了评估自防御系统的性能，需要对舰艇在不同工况下的防御效果进行评估。

而在实际中，试验条件的再现很难完全重复。

然而，通过仿真试验，可以更好地模拟在不同工况下的攻击条件和防御系统的应对。

例如，可以通过建模模拟武器系统的攻击模式、武器威力、攻击速度等影响因素，同时结合舰艇的实际位置、速度、水流、潮汐等因素，通过过程仿真算法，模拟真实的攻击与防御过程，直观地感受到自防御系统对攻击的反应速度和防御效果。

其次，同时，仿真试验也能有效减少试验成本和试验时的危险性。

如实际试验需要耗费巨额预算和时间并且存在人员安全的风险。

而通过仿真试验，可以大大缩短试验时间，减少试验成本，提高安全性，减少试验因素的影响，从而特别是在预算受限的条件下，依然能够评估性能和预测海战挑战条件下的舰艇防御性能。

最后，通过仿真试验，可以进行系统性分析，比如，分析不同的防御方案对海战胜率的贡献度大小。

通过反复试验，系统学习与训练，来优化防御方案以提高对抗性能，能够有效针对海战的现代化需求，优化弹、拦、反自防御系统的自主防御、射击和战术协同互动能力，进一步提高美国海军舰艇的作战能力和保障能力。

然而，仿真试验虽能更准确地评估自防御系统的实际效果，但也存在着一些局限性。

在仿真设计中，评估目标设置的过于理想，从而可能存在某些影响因素被过度疏忽，进而产生较为理想化的性能评价结果。

同时，仿真试验中的一些假设条件也可能与实际环境与外部因素存在差异，导致仿真结果的偏差。

Monte Carlo 算法 Analysis of Pulse Compression Radar System Based on ADS

Monte Carlo 算法 Analysis of Pulse Compression Radar System Based on ADS


接收天线方向图：主瓣-6° ~6° 的双向辛克 函数 接收机天线增益：35dB 接收机噪声系数：2 固定以上参数值，将目标参数（包括目 标所在的距离、角度位置）作为随机参数变 量，通过 Monte-Carlo 仿真，获得以下几个 基本性能指标值：

虚警概率 Pfa ：根据系统噪声的大小， 自动调节噪声电平门限值，使得系统 Pfa 固 定在某一值上，以下仿真结果对应的
基于 ADS 的脉冲压缩雷达系统仿真与性能分析 陈芳，许家栋，张利 （西北工业大学电子信息学院，西安，710072） 摘要： 在高级设计系统ADS仿真平台上， 开发了一套具有良好通用性和灵活性的脉冲压缩雷 达系统模型库， 为今后开发大规模雷达系统模型库和进行复杂雷达系统仿真打下了基础。 在 此工作基础上，以巴克码脉冲压缩信号为例，建立了相应的雷达系统模型，并结合系统性能 分析的需求，在该系统仿真设计过程中引入蒙特.卡罗模型，较全面地得到了系统基本性能 指标值。由这些指标值可以看出，该巴克码脉冲压缩雷达系统性能良好。仿真结果与理论值 和真实系统值相符，从而正确地完成了系统的方案论证和性能评估。 关键词：高级设计系统，脉冲压缩，巴克码，蒙特.卡罗模型 中图分类号：TN958.3 文献标识码：A Simulation and Performance Analysis of Pulse Compression Radar System Based on ADS Chen Fang, Xu Jia-dong, Zhang Li (College of Electronic Engineering, Northwestern Polytechnic University, Xi’an, 710072) ABSTRACT：Based on the Advanced Design System platform, a serial of models for pulse compression radar system with good popularity and flexibility are developed, laying the foundation of large-scale development of more complex simulation on radar system for future. Barker Code as one type of pulse compression signal, a baker code pulse compression radar system is modeled and simulated. In order to make performance analysis of the system, Monte-Carlo model is introduced to design the system simulation. In this way, the main performance indicator values are gained through simulation with more comprehensive consideration. And the indicator values indicate the system has favorable performance. KEYWORDS：Advanced Design System, pulse compression, baker code, Monte-Carlo model 本文采用Agilent公司的ADS （Advanced Design System） 软件进行脉冲压缩雷达系统 建模与仿真。ADS是一个集成化、智能化的 建模与仿真工作平台，与仿真平台Simulink 相比,其功能更为强大。它包含时域电路仿 真、频域电路仿真、三维电磁仿真、通信系 统仿真和数字信号处理仿真设计； 支持射频 和系统设计工程师开发所有类型的 RF 设 计。因此，采用ADS可以从电路级和系统级 进行雷达系统建模，使所建系统更真实。 另外， 文中所采用的仿真设计方法具有 独创性， 引入Monte-Carlo模型， 且通过一定 的系统配置方便有效地实现了大量组多参 数输入不间断仿真， 从而有效地获得系统性 能指标值。 2 系统建模 脉冲压缩雷达具有抗干扰性强、 截获率