[科普中国]-导弹诸元计算

简介

导弹诸元计算是指弹道导弹发射前，根据实际发射条件和武器系统状态计算出一条由发射点到目标点的理论弹道，并以该弹道为基准，为导弹的控制系统、瞄准系统和弹头系统等计算并装订一整套基准参数，确保导弹实际发射后能基本沿着选择的弹道飞行，并以要求的精度命中目标。1

弹道导弹诸元计算目前主要有射表计算、预案修正计算和直接计算等方法。

射表计算是以导弹武器的战术技术指标和技术状态参数为依据，以给定的地理、气象等表定条件为基础，采用理论计算方法将射击诸元与发射条件之间的函数关系用数表的形式列出。

预案修正计算是平时根据发射点和目标区中心点的位置，在特定的标准条件下编制出点区基本诸元表，战时根据具体发射点和瞄准点查找点区基本诸元表并经简单的修正计算出全部装订诸元。

直接计算是首先建立计算所有装订诸元的数学模型，并将这种数学模型在计算机上编制成应用软件，实际发射时只要将发射条件输入计算机，便能自动计算出所需要的全部诸元。2

诸元计算总体要求诸元计算应以满足导弹设计性能为前提，以满足战术技术指标为基础，充分利用能量，争取最大射程，提高控制精度，降低制导误差，并充分考虑作战使用要求，利于作战，便于使用。因此，弹道导弹诸元计算应满足计算时间、解算精度、覆盖能力要求，满足计算稳定性、可靠性等要求。对于海基弹道导弹而言，还应满足对多个目标的处理能力要求，能根据实时接收的艇导航系统提供的潜艇位置和姿态信息，实现诸元的循环计算、装订、闭环考核，满足诸元更新要求。2

诸元计算方法运用解算弹道射前求解诸元诸元计算方法与导弹总体方案、弹道设计方案、制导方案等密切相关，它以战斗诸元计算模型、初值准备、迭代算法等应用技术为基础，涉及到定位定向、地球重力场、惯性器件等仪器仪表的标定校准、作战环境等多方面。

该方法的总体思路是在给定发射点、目标点后，首先计算射程，若射程处在覆盖范围之内，确定迭代初值，积分弹道方程求得落点位置，计算并不断修正落点误差，通过反复的弹道迭代选定命中弹道，然后考虑重力异常影响，解算出标准弹道，之后根据标准弹道解算出制导系统诸元，完成精确弹道计算，最终实现在导弹发射前计算出全部诸元。2

运用弹道拟合解析复合算法射前求解诸元上一方法(以下称“方法一”)中，命中弹道的确定需要通过对弹道方程进行数值积分反复迭代来完成，计算复杂、耗时较多，是诸元计算的重点和难点。当求出命中弹道后，基本射击诸元即可实时确定。本方法(以下称“方法二”)相对方法一，最显著的特点是在给定发射点、目标点后，不需要通过积分弹道，而是采用弹道拟合方法确定命中弹道，之后根据标准弹道解算出制导系统诸元，完成精确弹道计算，最终实现射前快速计算出全部诸元。

由于目前对自由飞行段和再入段已经有成熟的解析算法，因此弹道解算工作的重点主要在于主动段求解。本方法通过运用系统辨识、参数估计等方法，建立主动段弹道参数快速计算模型，避免直接数值积分求解弹道微分方程组。将发射条件作为输入，主动段终点弹道参数作为输出，运用系统辨识原理得出可以揭示导弹飞行本质规律的数学模型，此过程中最重要的就是函数类别的选取。经过一系列的参数估计和计算验证后选取合适的函数类别，完全可以建立准确的数学模型。2

依托弹上计算机求解诸元总体思路是在给定点位信息后，首先在地面完成基本诸元计算，如方位角、虚拟目标等，并确定关机点处的弹道倾角。导弹发射后，依托弹上计算机，通过能量管理，实时计算其它飞行诸元，实现射程和横向控制。该方法(方法三)最显著的特点是在地面进行简单诸元计算后，飞行过程中根据导弹的实际位置、速度，依靠弹上计算机按制导律实时求解相关诸元。2