扰动引力对弹道导弹落点影响分析

论文摘要

在影响弹道导弹落点的诸要素中,扰动引力是必须加以考虑的因素之一。我国科研人员在研究扰动引力对导弹落点的影响方面做了许多定性的分析,本文旨在通过大量的计算,定量地分析弹道导弹飞行过程中受扰动引力作用引起的导弹落点偏差。本文创造性的工作主要体现在:（1）根据导弹主动段关机点的位置、速度,模拟了导弹主动段弹道。利用我国物理大地测量实验区的重力异常数据,用重力异常逐级余差法计算了主动段弹道的扰动引力,分析了扰动引力对导弹主动段的影响。（2）基于Tscherning-Rapp模型,分析了不同高度、不同谱域的扰动引力的量级及谱敏感度,得到了扰动引力随高度的传播特性。通过计算我国物理大地测量实验区内1′×1′、5′×5′、20′×20′地面重力异常数据在不同作用高度时对导弹落点的影响,给出了地面重力异常数据的最大作用高度;计算了1′×1′、5′×5′、20′×20′地面重力异常数据在不同积分半径时扰动引力引起的导弹落点偏差,给出了1′×1′、5′×5′、20′×20′地面重力异常数据的最佳积分半径。（3）分析了用不同频段地球重力场模型计算的被动段扰动引力对导弹落点的影响,给出了计算被动段扰动引力的最佳截断阶数——36阶。计算了射程为12000km,发射点位于全国范围内、经度纬度各相差5°、均匀分布的40个点的导弹被动段的扰动引力,分析了扰动引力对导弹被动段落点的影响,结果表明:发射点位于我国西部地区,扰动引力引起导弹被动段的落点偏差最大。（4）研究了计算扰动引力过程中可能出现的各类误差对导弹落点的影响。结果表明:扰动引力系统误差对导弹落点的影响最大,5mGal系统误差对导弹主动段的影响为100多米,对导弹被动段的影响为700多米。表明了提高模型精度对提高导弹命中精度的至关重要性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究进展
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 基础理论
• 2.1 常用坐标系
• 2.1.1 发射坐标系o-xyz
• E-X_EY_EZ_E'>2.1.2 地心坐标系O_E-X_EY_EZ_E
• E-REN'>2.1.3 天东北坐标系O_E-REN
• 1-x₁y₁z₁'>2.1.4 弹体坐标系o₁-x₁y₁z₁
• 2.2 地球重力场理论
• 2.2.1 地球外部重力场
• 2.2.2 扰动引力的计算方法
• 2.3 弹道力学模型
• 2.3.1 作用在导弹上的力和力矩
• 2.3.2 弹道模型
• 2.4 扰动引力引起导弹落点偏差的计算
• 2.5 本章小结
• 第三章 扰动引力对弹道导弹主动段的影响及精度分析
• 3.1 导弹主动段弹道方程的设计
• 3.2 扰动引力对导弹主动段的影响
• 3.2.1 模型法计算的扰动引力对导弹主动段的影响
• 3.2.2 地面实测数据计算的扰动引力对导弹主动段的影响
• 3.3 扰动引力场随高度的传播特性
• 3.3.1 基于Tscherning-Rapp模型分析扰动引力场随高度的传播特性
• 3.3.2 利用实测数据分析扰动引力场随高度的传播特性
• 3.4 扰动引力场与数据覆盖范围及分辨率之间的关系
• 3.5 扰动引力误差对导弹主动段的影响
• 3.5.1 地面重力异常测量误差对导弹主动段的影响
• 3.5.2 扰动引力误差对导弹主动段的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 扰动引力对弹道导弹被动段的影响及精度分析
• 4.1 引言
• 4.2 扰动引力对不同射程导弹的落点偏差分析
• 4.3 不同频段扰动引力对弹道的影响
• 4.4 扰动引力对洲际导弹落点影响
• 4.5 扰动引力误差对导弹被动段落点的影响
• 4.5.1 扰动引力系统误差对导弹被动段的影响
• 4.5.2 扰动引力随机误差对导弹被动段的影响
• 4.5.3 关机点参数误差对导弹落点的影响
• 4.6 扰动引力对导弹全弹道的影响
• 4.6.1 扰动引力对导弹落点的影响
• 4.6.2 扰动引力系统误差对导弹落点的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 未来工作设想
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士期间完成的主要工作
• 致谢
• 附图