本書是關于潛艇指控系統理論及應用的一部著作，是作者團隊多年研究及應用成果的總結，同時也參考了國內外相關領域作者公開發表的著作和文章。全書共分11章，包括潛艇指控系統概述，潛艇指控系統發展歷程，潛艇信息融合，潛艇目標綜合識別，目標運動要素解算，魚雷武器控制，潛射巡航導彈武器控制，潛艇綜合防御，遠程水中兵器指揮控制，潛地彈道導彈彈道與諸元計算以及潛艇指控系統關鍵技術發展趨勢。本書讀者為軍民電子信息系統領域的工程技術人員和相關專業的院校師生。
第七一六研究所創建于1965年5月，是中國船舶重工集團公司（世界五百強排名第281位，英文縮寫CSIC）所屬的一個以軍為本、軍民融合，集科研、生產、經營于一體的綜合性研究所，地處江蘇省連云港市著名風景區花果山腳下。現有從業人員近2500名，各類專業技術人員1500余名，其中，博士37人、碩士700余人，高級職稱人員580余名，"國務院政府特殊津貼”等各類專家60余人。七一六所建有完整的科研生產管理體系，擁有四個部級測試中心、四個省級工程技術研究中心、兩個省級企業技術中心、一個省級工程中心、一個機電產品制造中心；設有控制科學與工程碩士點、兵器系統工程聯合博士點和博士后科研工作站，是國家工業化和信息化"兩化”融合管理體系貫標試點企業。建所以來，共獲得包括"國家科技進步特等獎”在內的科技成果獎480余項，其中***獎20余項，省部級獎290余項。曾獲得"全國質量獎”、"全國文明單位”、"全國精神文明建設工作先進單位”、"全國企業文化建設優秀單位”、"全國實施卓越績效模式先進企業”、"國防科技工業軍工文化建設示范單位”、"中央企業先進集體”、"江蘇省文明單位標兵”、"江蘇省五一勞動獎狀”、"江蘇省質量獎”等榮譽稱號。
第1章 潛艇指控系統概述 1
1．1 潛艇指控系統的基本概念 1
1．2 潛艇指控系統的發展動因 1
1．2．1 軍事需求提出的挑戰 1
1．2．2 技術發展提出的挑戰 2
1．2．3 系統演進提出的挑戰 2
1．3 潛艇指控系統的主要功能與特征 2
1．3．1 潛艇指控系統的作戰使命與發展要求 2
1．3．2 潛艇指控系統的總體結構與系統組成 2
1．3．3 潛艇指控系統的使命任務 3
1．3．4 潛艇指控系統的主要功能與性能 4
1．4 潛艇指揮控制過程 6
參考文獻 6
第2章 潛艇指控系統發展歷程 8
2．1 國外潛艇指控系統的發展概述 8
2．2 國外典型潛艇指控系統介紹 9
2．3 國外潛艇指控系統的典型特點 12
2．4 國內潛艇指控系統的發展情況 16
2．4．1 集中式指控系統 16
2．4．2 分開式指控系統 16
2．4．3 分布式指控系統 17
參考文獻 17
第3章 潛艇信息融合 18
3．1 概述 18
3．1．1 潛艇信息源特性 18
3．1．2 潛艇信息融合體系框架 23
3．2 信息預處理 27
3．2．1 野值處理 27
3．2．2 平滑濾波 29
3．2．3 時間一致處理 30
3．2．4 空間一致處理 31
3．3 多源數據關聯融合 33
3．3．1 空間關聯融合 33
3．3．2 時間關聯融合 38
3．4 態勢估計 42
3．4．1 概略態勢分析 42
3．4．2 短時態勢預測 44
3．4．3 意圖分析 46
3．4．4 威脅估計 48
3．5 傳感器管理 51
3．5．1 基本原理 51
3．5．2 艇載傳感器管理示例 54
3．6 模擬仿真 54
3．6．1 純方位關聯 54
3．6．2 特征輔助關聯 55
3．7 小結 56
參考文獻 57
第4章 潛艇目標綜合識別 59
4．1 概述 59
4．1．1 目標身份層次分類 61
4．1．2 識別信息源分析 63
4．1．3 目標綜合識別實現結構 64
4．2 特征級身份識別 65
4．2．1 水聲目標特征提取與分類 65
4．2．2 偵察參數識別 68
4．2．3 目標運動特征識別 69
4．2．4 多特征目標綜合識別 70
4．3 決策級目標綜合識別技術 71
4．3．1 身份命題轉換與信任函數生成 71
4．3．2 傳感器可信度估計 71
4．3．3 目標綜合識別算法 73
4．4 基于魚雷回傳信息的目標綜合識別 77
4．5 作戰集群目標識別 79
4．5．1 目標分群 79
4．5．2 編隊隊形識別 82
4．6 目標綜合識別數據庫應用 83
4．7 仿真案例 84
4．7．1 水聲目標識別仿真 84
4．7．2 證據理論改進方法仿真 85
4．7．3 純方位目標分群仿真 86
4．8 小結 88
參考文獻 88
第5章 目標運動要素解算 91
5．1 概述 91
5．1．1 潛艇隱蔽攻擊的概念 91
5．1．2 潛艇隱蔽攻擊的發展 92
5．2 水下目標純方位定位跟蹤系統可觀測性分析 93
5．2．1 線性系統可觀測性的一般結論 93
5．2．2 純方位定位跟蹤系統可觀測性分析 94
5．2．3 二要素多方位目標定位跟蹤可觀測性分析 103
5．2．4 一要素多方位目標定位跟蹤可觀測性分析 105
5．3 純方位目標運動要素解算 108
5．3．1 本艇機動優化控制 108
5．3．2 純方位目標運動要素解算方法 112
5．4 已知部分要素的目標運動要素解算 118
5．4．1 已知一要素條件下的目標運動要素解算 118
5．4．2 已知兩要素條件下的目標運動要素解算 121
5．5 方位距離量測條件下的目標運動要素解算 123
5．5．1 二方位二距離目標運動要素解算 123
5．5．2 多方位多距離目標運動要素解算 124
5．6 基于水聲信號的目標運動要素解算 124
5．6．1 目標運動要素解算的水聲信號需求分析 124
5．6．2 聲吶波束域信息運動特征提取 130
5．6．3 基于聲吶波束域信息的目標運動要素解算 134
5．6．4 基于聲吶陣元信號的目標運動要素解算技術 140
5．7 會聚區目標定位與跟蹤 143
5．7．1 會聚區形成機理 144
5．7．2 會聚區參數計算 145
5．7．3 會聚區目標的跟蹤 146
5．8 機動目標運動要素解算 148
5．8．1 水聲目標機動檢測 149
5．8．2 變速變向機動目標運動要素解算方法 163
5．8．3 特殊情況下的機動目標運動要素解算 167
5．9 多平臺協同定位 170
5．9．1 多平臺協同探測優化控制 170
5．9．2 多平臺目標協同定位解算 172
5．10 目標運動要素解算效果在線評估 178
5．10．1 解算精度評估 178
5．10．2 解算穩定性評估 181
5．10．3 解空間及置信度估計 182
5．11 仿真案例 185
5．11．1 不同量測條件下勻速直航目標運動要素解算仿真 185
5．11．2 機動目標運動要素解算仿真 186
5．12 小結 187
參考文獻 187
第6章 魚雷武器控制 189
6．1 概述 189
6．2 直航魚雷射擊諸元解算 189
6．2．1 直航魚雷正常提前角的計算 189
6．2．2 直航魚雷齊射散角及轉角的計算 192
6．3 聲自導魚雷諸元解算 195
6．3．1 聲自導魚雷單射有利提前角的計算 195
6．3．2 自導開機時機的相關計算 198
6．3．3 聲自導魚雷齊射射擊諸元計算 199
6．4 尾流自導魚雷諸元解算 202
6．4．1 尾流自導魚雷單射射擊諸元計算 202
6．4．2 入尾流點選取的相關規則 204
6．4．3 尾流自導魚雷齊射射擊諸元計算 205
6．5 線導魚雷導引參數解算 207
6．5．1 前置點導引法導引參數解算 207
6．5．2 方位導引法導引參數解算 208
6．6 魚雷打擊效果評估 210
6．6．1 射擊誤差散布分析 211
6．6．2 聲自導魚雷發現概率估計技術 211
6．6．3 尾流自導魚雷發現概率估計技術 213
6．6．4 線導魚雷發現概率估計技術 214
6．6．5 毀傷效果估計技術 217
6．7 仿真案例 222
6．7．1 魚雷發現概率估計技術仿真 222
6．7．2 毀傷效果仿真 224
6．8 小結 224
參考文獻 225
第7章 潛射巡航導彈武器控制 227
7．1 概述 227
7．2 潛射巡航導彈信息保障技術 227
7．2．1 多彈多目標任務分配技術 228
7．2．2 目標捕獲概率計算模型 231
7．2．3 仿真結果及分析 240
7．3 潛射巡航導彈航路規劃技術 241
7．3．1 潛射巡航導彈航路規劃建模 242
7．3．2 潛射巡航導彈對海/對陸打擊航路規劃技術 246
7．3．3 仿真結果及分析 255
7．4 潛射巡航導彈打擊效果評估技術 257
7．4．1 針對機場和機庫的打擊效果自動評估 257
7．4．2 針對橋梁的打擊效果自動評估 261
7．4．3 針對樓房建筑物的打擊效果自動評估 265
7．4．4 仿真結果及分析 274
7．5 小結 277
參考文獻 278
第8章 潛艇綜合防御 281
8．1 概述 281
8．2 潛艇威脅目標信息綜合處理 283
8．2．1 反潛平臺威脅預警 283
8．2．2 來襲魚雷綜合識別與定位 283
8．2．3 潛艇對空信息綜合處理 284
8．3 潛艇軟硬防御武器綜合控制 286
8．3．1 潛艇軟硬防御武器的作戰使用 286
8．3．2 綜合防御來襲魚雷 287
8．3．3 綜合防御反潛平臺 293
8．4 綜合防御效果評估 295
8．5 小結 297
參考文獻 297
第9章 遠程水中兵器指揮控制 299
9．1 概述 299
9．2 遠程水中兵器作戰使命任務分析 299
9．2．1 情報偵察及監視 299
9．2．2 反水雷 300
9．2．3 反潛 301
9．2．4 時敏打擊 302
9．2．5 信息戰 303
9．2．6 其他使命任務 304
9．3 任務規劃技術 304
9．3．1 打擊目標選擇 304
9．3．2 打擊時間和海域選擇 305
9．3．3 打擊方案流程 306
9．4 遠程水中兵器航路規劃 306
9．4．1 基于圖形的航路規劃方法 307
9．4．2 基于柵格建模的航路規劃方法 307
9．4．3 基于仿生學的智能航路規劃方法 308
9．5 基于多平臺探測的信息綜合處理技術 308
9．5．1 水雷目標識別信息綜合處理 309
9．5．2 運動目標量測信息綜合處理 310
9．6 遠程水中兵器布放回收控制技術 310
9．7 小結 311
參考文獻 311
第10章 潛地彈道導彈彈道與諸元計算 313
10．1 概述 313
10．2 彈道導彈的飛行彈道 313
10．2．1 彈道特性及飛行條件 314
10．2．2 常用坐標系 316
10．2．3 彈道運動微分方程 318
10．3 地球物理因素對彈道的影響分析 324
10．3．1 落點經度和緯度的計算 324
10．3．2 射程偏差和橫向偏差的計算 325
10．3．3 自轉因素對被動段彈道的影響分析 326
10．3．4 科氏加速度及牽連加速度引起射程增加或減小的機理分析 329
10．3．5 扁率因素對被動段彈道的影響分析 332
10．3．6 再入氣動阻力因素對再入段彈道的影響分析 336
10．4 彈道計算 337
10．4．1 彈道數值積分 338
10．4．2 主動段彈道快速計算 339
10．4．3 自由段彈道解析計算 342
10．4．4 再入段彈道解析計算 345
10．4．5 全彈道落點參數計算 352
10．5 諸元計算 359
10．5．1 諸元計算方案 359
10．5．2 諸元計算的特點 360
10．5．3 諸元計算的基本內容 361
10．5．4 發射方位角初值的精確計算 362
10．5．5 飛行程序選擇 369
10．6 小結 370
參考文獻 370
第11章 潛艇指控系統關鍵技術發展趨勢 372
11．1 潛艇信息融合技術發展趨勢 372
11．2 潛艇指控目標綜合識別技術的發展趨勢 373
11．3 潛艇目標運動要素解算技術發展趨勢 374
11．4 潛艇武器控制技術發展趨勢 374
11．5 潛艇綜合防御技術的發展趨勢 375
11．6 遠程智能水中兵器指揮控制發展趨勢 376
參考文獻 378
附錄 380
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