舰载制导炮弹三点法弹道仿真研究

某型舰炮拨弹机虚拟仿真训练维修系统的研究与开发的开题报告一、选题背景及意义随着信息化时代的到来，军事装备逐渐向数字化、智能化方向发展。

舰炮拨弹机是现代军事舰艇上的一种重要武器装备，其维修工作的质量直接关系到海上作战的效果和士兵的生命安全。

当前，传统的维修方法已经无法适应新型舰炮拨弹机日益提高的技术要求，因此研究开发虚拟仿真训练维修系统，不仅可以提高士兵的维修技能，还可以减少实际装备的使用需求，降低维护成本，具有重要的现实意义和深远的发展前景。

二、研究内容和方法本次研究旨在设计开发一种舰炮拨弹机虚拟仿真训练维修系统，主要包括以下研究内容：1. 舰炮拨弹机虚拟仿真技术的研究，利用OpenGL等技术，建立三维模型，实现舰炮拨弹机的虚拟仿真效果。

2. 生产线数据采集技术的研究，通过RFID等技术，获取真实舰炮拨弹机在生产线上的数据，为后续的性能仿真提供数据支持。

3. 舰炮拨弹机性能仿真技术的研究，通过收集舰炮拨弹机在生产线上的数据，建立拨弹参数、电气参数和机械参数等数学模型，实现舰炮拨弹机性能仿真。

4. 虚拟仿真训练技术的研究，针对舰炮拨弹机不同故障情况，建立相应的虚拟仿真训练场景，训练士兵的维修技能。

本次研究主要采用文献调研、数据采集和实验比较等方法，通过数据分析和模型建立，实现舰炮拨弹机虚拟仿真训练维修系统的设计与开发。

三、论文结构第一章：绪论1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 国内外研究现状1.4 研究内容和方法1.5 论文结构第二章：舰炮拨弹机虚拟仿真技术的研究2.1 OpenGL技术的介绍2.2 舰炮拨弹机三维建模技术的研究2.3 舰炮拨弹机虚拟仿真效果的实现第三章：生产线数据采集技术的研究3.1 RFID技术的介绍3.2 舰炮拨弹机生产线数据采集技术的研究3.3 数据获取和处理第四章：舰炮拨弹机性能仿真技术的研究4.1 拨弹参数数学模型的建立4.2 电气参数数学模型的建立4.3 机械参数数学模型的建立4.4 舰炮拨弹机性能仿真的实现第五章：虚拟仿真训练技术的研究5.1 舰炮拨弹机维修训练的研究5.2 虚拟仿真训练场景的设计5.3 实际维修模拟训练的实现第六章：总结与展望6.1 研究总结6.2 存在问题和不足之处6.3 研究展望参考文献。

收稿日期：2018-11-28修回日期：2019-01-27基金项目：全军军事类研究生基金资助项目（2016JY254）作者简介：王光源（1964-），男，山东文登人，博士，教授。

研究方向：作战指挥、军事训练模拟与仿真、武器系统作战使用。

通信作者：毛世超（1989-），男，山东胶州人，硕士研究生，助理工程师。

研究方向：作战指挥与武器装备使用。

*摘要：在对舰艇摇摆状态下垂直发射型舰空导弹发射姿态的计算方法及其典型飞行弹道分析的基础上，将导弹运动学弹道分成无控段、初制导段、初末制导交接段和末制导段，根据导弹各飞行阶段的制导特征分别建立了飞行弹道的仿真模型，并对不同发射姿态的导弹弹道特征进行了仿真分析。

运用该模型可进一步确定舰艇摇摆状态下，舰空导弹的杀伤区、战斗部的毁伤能力及导弹的发射时机，为指挥员进行防空作战指挥提供了理论参考依据。

关键词：舰空导弹，弹道仿真，舰艇摇摆，比例导引法中图分类号：TJ761.1；V488文献标识码：ADOI ：10.3969/j.issn.1002-0640.2020.03.011引用格式：王光源，毛世超，孙涛，等.基于舰艇摇摆的垂发型舰空导弹三维弹道仿真［J ］.火力与指挥控制，2020，45（3）：64-68.基于舰艇摇摆的垂发型舰空导弹三维弹道仿真*王光源1，毛世超1，2*，孙涛1，蔡蕾2（1.海军航空大学，山东烟台264001，2.解放军92852部队，浙江宁波315033）Three Dimensional Trajectory Simulation of VerticalLaunching Ship to Air Missile Based on Warship SwayingWANG Guang-yuan 1，MAO Shi-chao 1，2*，SUN Tao 1，CAI Lei 2（1.Naval Aviation University ，Yantai 264001，China ；2.Unit 92852of PLA ，Ningbo 315033，China ）Abstract ：On the basis of the calculation method and typical flight trajectory analysis of thevertical launching ship to air missile launching state under the swaying state of the ship ，the ballistic trajectory of the missile is divided into non control ，initial guidance ，transition section and terminal guidance section.It establishes the simulation of the flight trajectory according to the characteristics of the missile's flight stages.The real model is simulated and the ballistic characteristics of different launching state are simulated.This model can be used to further determine the damage area of the ship to air missile ，the damage capacity of the warship and the launching time of the missile ，and provide a theoretical reference for the commander to conduct air defense operation command.Key words ：ship to air missile ，trajectory simulation ，warship swaying ，proportional guidance method Citation format ：WANG G Y ，MAO S C ，SUN T ，et al.Three dimensional trajectory simulation of vertical launching ship to air missile based on warship swaying ［J ］.Fire Control &Command Control ，2020，45（3）：64-68.0引言采用垂直热发射方式的舰空导弹武器系统因其具有高密度装载、可进行360毅全方位攻击、重心低、隐身性能好等优点受到了各国海军的青睐。

2022年8月第50卷第4期Aug.2022Vol.50No.4现代防御技术MODERN DEFENCE TECHNOLOGY高海情舰载导弹发射安全区域仿真*迟鑫鹏，郑旺辉（北京机械设备研究所，北京100854）摘要：舰载导弹在发射时会受到舰船姿态与速度的影响，使自身的姿态、位置速度发生改变。

在高海情背景下，为了避免间隔发射的２枚导弹相互干扰，对发射后初始弹道的安全区域展开了研究。

依据垂直发射导弹飞行初始段的运动特性，建立了弹道发射安全区域模型；对不同发射时刻下２枚导弹的弹道进行了安全区域界定。

模型解决了高海情导弹发射安全区域界定的问题，具有实际工程应用价值。

关键词：弹道；高海情；发射；包围盒；运动规律；安全区域doi：10.3969/j.issn.1009-086x.2022.04.009中图分类号：TJ762.3；TP391.9文献标志码：A文章编号：1009-086X（2022）-04-0073-11 Simulation of Launch Safety Zone of Shipborne Missile Under High SeaConditionsCHI Xin-peng，ZHENG Wang-hui（Beijing Institute of Machinery Equipmenth，Beijing100854，China）Abstract：The ship borne missile is affected by the ship attitude and velocity during launch，which changes its attitude，position and velocity.Under the background of high sea conditions，in or‐der to avoid the mutual interference between two missiles launched at intervals，the safety area of ini‐tial trajectory after launch is studied.According to the motion characteristics of vertical launch mis‐sile in the initial flight phase，the ballistic launch safety area model is established；the ballistic safety zone of two missiles at different launch times is defined.The model solves the problem of defining the launch safety area of high sea situation missile，and has practical engineering application value.Keywords：trajectory；high sea conditions；launch；bounding box；motion law；safe area0引言新一代舰载垂直发射系统由定制向通用化转变，这样不仅可以大量减轻多种首次出现的武器上舰给舰艇空间设计带来的困难，而且提高了舰艇综合作战能力及对不同作战任务的适应性［1］。

高动态环境下制导炮弹姿态测量方法探究关键词：高动态，制导炮弹，姿态测量，陀螺仪，卡尔曼滤波算法1. 引言炮弹是一种常用的武器，其精度和打击效果对于军事行动具有重要意义。

而在高速运动的过程中，炮弹的姿态测量是制导武器精度的重要保障。

当前，随着弹道学、控制理论和计算机技术的快速进步，人们对于炮弹姿态测量技术的探究也越来越深度。

本文旨在探究一种高动态环境下制导炮弹姿态测量的方法，提高制导武器的精度和打击效果。

2. 探究方法2.1 传感器选择为了实现炮弹姿态的实时测量和后处理，本文选用了陀螺仪、加速度计等传感器。

陀螺仪能够测量炮弹在空间中的角速度，而加速度计则能够测量炮弹的加速度。

这两种传感器的组合能够为炮弹姿态测量提供充分的信息。

2.2 姿态解算算法为了准确地计算炮弹在空间中的姿态，本文接受了卡尔曼滤波算法。

卡尔曼滤波算法是一种递归预估算法，能够结合传感器的测量值和系统模型，对复杂的非线性系统进行姿态预估和状态猜测，从而提高姿态解算的精度和鲁棒性。

3. 试验与仿真本文在试验室环境下，利用三轴陀螺仪和三轴加速度计进行了炮弹姿态测量试验。

试验结果表明，接受卡尔曼滤波算法可以有效地提高炮弹姿态的实时测量精度。

同时，本文还使用Matlab软件对炮弹姿态解算算法进行了仿真试验，仿真结果与试验结果相比，验证了该方法的可行性和准确性。

4. 结论本文探究了一种高动态环境下制导炮弹姿态测量的方法，接受了陀螺仪、加速度计等传感器和卡尔曼滤波算法对炮弹的姿态进行实时测量和后处理。

通过试验和仿真验证了该方法的可行性和准确性，能够有效地提高制导武器的精度和打击效果。

将来的探究可以进一步探究姿态解算算法的优化和应用，以满足更加复杂的军事需求5. 局限性与展望本文所探究的炮弹姿态测量方法虽然能够有效提高制导武器的精度和打击效果，但也存在一些局限性。

起首，该方法需要使用多个传感器进行测量和处理，增加了系统的复杂度和成本。

其次，该方法也对传感器和算法的精度有一定要求，若传感器精度不够高或算法有误，则可能会导致姿态测量结果不准确。

舰载制导炮弹作战效能仿真分析
田福庆;冯昌林;卢晓林
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】2009(021)003
【摘要】选择毁伤概率作为效能指标,在分析使用舰裁制导炮弹时岸作战射击误差的基础上建立了毁伤概率模型,并应用蒙特卡洛法对模型进行了仿真计算,同时研究分析了各项技术指标参数对毁伤概率的影响.仿真结果表明,射弹散布概率误差对毁伤概率的影响程度与其它因素相比较轻,射击诸元误差对制式弹对岸打击毁伤概率的影响明显大于制导炮弹,并且得到了激光照射距离和各种误差参数的理想分布,分析的结果可为舰栽制导炮弹的使用和技术指标优化提供一定的参考依据.
【总页数】5页(P42-45,99)
【作者】田福庆;冯昌林;卢晓林
【作者单位】海军工程大学兵器工程系,武汉,430033;海军工程大学兵器工程系,武汉,430033;海军工程大学训练部,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】E920.8
【相关文献】
1.舰载无人机保障激光末制导炮弹射击阵位配置 [J], 朱青松;王新为;谭安胜;汪三九
2.舰载制导炮弹三点法弹道仿真研究 [J], 张莉;蔡根明;孙东彦;马乐梅
3.基于OPN的舰载对空搜索雷达作战效能仿真分析 [J], 胡鹏;黄高明;李敬辉
4.激光半主动制导炮弹的作战效能评估仿真 [J], 任海龙;武智晖;李增路
5.舰载制导炮弹三点法弹道仿真 [J], 孙东彦
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第40卷第1期2020年2月弹箭与制导学报Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and GuidanceVol.40No.1Feb2020DOI:10.15892/ki.djzdxb.2020.01.003非标准射击条件下舰载火炮射击命中精度仿真研究周红进，王苏，黄谦，兰国辉（海军大连舰艇学院，辽宁大连116018）摘要：为了提高非标准条件下舰载火炮射击命中精度，根据火炮弹道方程，建立实际条件下的火炮弹道仿真模型，分析研究舰船运动和海区气象等参数误差与火炮射击命中精度的关系。

仿真结果表明，对于某型火炮,0.5。

的航姿误差造成弹着点误差超过80m；l m/s的风速误差造成弹着点误差超过30m；l%的气压误差引起弹着点误差超过20m o因此，实际条件下火炮射击时，为了提高首发命中精度，应重点提高舰船航姿测量精度,其次提高风速和气压测量精度。

关键词：舰载火炮；弹道；航向；姿态；风速；气压；命中精度中图分类号：TJ391文献标志码：AStudy on Shipboard Gun Hit Precision underNon-standard Fire ConditionZHOU Hongjin,WANG Su,HUANG Qian,LAN Guohui(Dalian Naval Academy,Liaoning Dalian116018,China)Abstract:To improve shipboard gun's hit precision,simulation research is done based on the ballistic equation of shipboard gun,the goal is to analysis effects on hit precision of the ship movements and meteorological parameters such as ship heading,attitude,velocity,sea area pressure,temperature,wind velocity,and determine the key factors.The simulation results show that hit position error overpasses80me­ters due to ship heading or attitude error of0.5°,30meters due to wind velocity error of lm/s,20meters due to pressure relative error of 1%.It can be concluded that the key point to raise the hit precision of shipboard gun is to increase ship heading and attitude,wind veloci­ty and pressure determination accuracy.Keywords:shipboard gun；ballistic；heading；attitude；wind velocity；pressure；hit precisiono引言舰载火炮是一种重要的武器。

舰载制导炮弹三点法弹道仿真
孙东彦
【期刊名称】《科技导报》
【年(卷),期】2008(26)20
【摘要】在分析实战态势的情况下,建立了相关坐标系,给出了仿真所用的主要数学模型。

基于基本作战流程,对仿真流程进行了详细的描述。

在给定条件下,利用Visual C++和Matlab编程工具对三点法导引弹道进行了仿真,并分析了仿真结果,验证了模型的正确性。

最后指出了仿真有待深入的部分和战术应用前景。

【总页数】5页(P87-91)
【关键词】舰载;制导炮弹;三点法弹道;仿真
【作者】孙东彦
【作者单位】海军大连舰艇学院舰炮中心
【正文语种】中文
【中图分类】E932.2;E924.91
【相关文献】
1.简易制导迫击炮弹弹道修正动力学建模分析与仿真 [J], 彭博;高欣宝;许兴春;任少杰
2.舰载制导炮弹作战效能仿真分析 [J], 田福庆;冯昌林;卢晓林
3.舰载制导炮弹三点法弹道仿真研究 [J], 张莉;蔡根明;孙东彦;马乐梅
4.某型末制导炮弹多刚体弹道建模与仿真 [J], 刘炳辰;宋卫东;寇玺;文海波
5.某型激光末制导炮弹六自由度弹道仿真 [J], 唐成荣;宋卫东;许芹祖;陈洪超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

实验2 利用SIMULINK 进行制导弹道仿真 实验目的利用Simulink 进行仿真建模，通过以鱼雷追踪目标的制导弹道仿真过程，初步掌握系统数学仿真方法。

实验内容图5 系统的结构框图其中目标模型为：cos sin T T T T T T T T w X V Y V ψψ⎧ψ=⎪=⎨⎪=-⎩式中，,,,T T T T W X Y ψ分别为目标弹道偏角、回旋角速度、纵向距离和侧向距离；假设：当20t <时，(0)0.4T T ψψ==弧度，目标做匀速运动；当20t ≥时，0.1/T w rad s =，目标开始做回旋运动；其鱼雷模型为：5.80.19 3.6192.42515119.84cos sin y r y y ry w w w w Xe Vm Ye Vm ββδδψψβ⎧=-+-⎪=--⎪⎪=⎪⎨=ψ⎪⎪=-ψ⎪ψ=-⎪⎩式中，,,,,,,,y w r Vm Xe Ye βδψψ分别为鱼雷的侧滑角、回旋角速度、直舵角、航向角、弹道偏角、速度，地面坐标系中的X 轴和Z 轴坐标。

Vm=25m/s 。

鱼雷与目标的相对距离为，,T T X X Xe Y Z Ze ∆=-∆=-。

q 为地球视线角，q ηψ=-为雷体系中的提前角。

操舵规律,0.5,10r K K r δηδ=-=≤。

终端脱靶量定义为t f r =鱼雷模型仿真初值为：(0)(0)(0)(0)(0)(0)0.25/y w r Xe Ze Vm m s βδψ=======。

目标模型仿真初值为：(0)5/,(0)(0)1500,(0)0T T T T V m s X Z m w ====实验步骤由图5所示的系统控制结构图可知，该系统大致可以分为三个部分：目标模型，鱼雷模型以及观察模块。

1.根据目标模型和鱼雷模型的数学方程组，调用Simulink 工具箱模块库中的所需模块建立目标模型和鱼雷模型。

2.根据系统结构框图完成整个系统仿真模型的搭建，如图6 所示。