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第1篇 数学方法3

第1章 Bayes方法3

1.1 概述3

1.1.1 引论3

1.1.2 Bayes公式4

1.1.3 Bayes方法与经典统计方法的比较5

1.1.4 Bayes学派观点分析8

1.2 先验分布的确定9

1.2.1 确定先验分布的方法分类9

1.2.2 无信息先验分布的确定9

1.2.3 有信息先验分布的确定14

1.3 先验信息可信度的度量21

1.3.1 概述21

1.3.2 基于数据层面的可信度度量23

1.3.3 基于数据物理来源的可信度度量28

1.4 Bayes统计推断32

1.4.1 Bayes估计原理与方法32

1.4.2 正态总体参数的Bayes估计35

1.4.3 Bayes估计的优良性与误差分析40

1.4.4 考虑先验信息可信度的Bayes估计42

1.4.5 Bayes假设检验及决策48

参考文献53

第2章 序贯分析56

2.1 引言56

2.1.1 历史概述56

2.1.2 序贯分析方法的引入57

2.2 序贯概率比检验（SPRT）60

2.2.1 Wald的SPRT方法60

2.2.2 SPRT的优缺点分析61

2.2.3 正态分布和二项分布的参数检验62

2.3 序贯概率比检验的衍生方法63

2.3.1 序贯网图检验法（SMT）63

2.3.2 序贯截尾检验法64

2.3.3 Bayes序贯方法（SPOT）65

2.3.4 多假设SPRT方法66

2.3.5 Bayes序贯网图检验法68

2.4 序贯截尾检验的优化分析73

2.4.1 最优参数的存在性73

2.4.2 截尾SMT分析75

2.4.3 对截尾模式的改进79

2.5 应用案例81

2.5.1 落点精度鉴定的Bayes序贯检验法81

2.5.2 落点精度鉴定的截尾SMT82

参考文献83

第3章 数据建模与回归分析85

3.1 几种典型的数学模型85

3.2 基于函数逼近的数学模型88

3.2.1 多项式表示89

3.2.2 样条函数表示94

3.2.3 稀疏表示96

3.2.4 多元线性逼近98

3.2.5 小结99

3.3 回归分析简介99

3.3.1 引言100

3.3.2 线性模型的参数估计101

3.3.3 假设检验103

3.3.4 自变量选择104

3.3.5 参数的有偏估计108

3.3.6 非线性回归分析简介111

3.3.7 小结113

参考文献113

第4章 试验设计方法115

4.1 概述115

4.1.1 引言115

4.1.2 基本元模型（Metamodels）116

4.1.3 常用的计算机试验设计方法119

4.1.4 模型精度的评价122

4.2 经典的回归设计方法123

4.2.1 试验设计的一般考虑124

4.2.2 回归的正交设计127

4.2.3 均匀设计133

4.2.4 D最优设计142

4.3 考虑因素分布信息的最优设计149

4.3.1 最小期望残差估计（LERE）149

4.3.2 概率密度加权D最优设计151

4.3.3 概率密度加权D最优设计的构造算法155

4.3.4 算例分析158

4.3.5 本节讨论162

4.4 计算机试验的近似建模162

4.4.1 传统Kriging模型163

4.4.2 基于不平稳假设的Kriging模型167

4.4.3 基于区域不规则性的密度函数172

4.4.4 本节讨论175

4.5 计算机试验的序贯设计176

4.5.1 仿真试验的序贯设计176

4.5.2 案例分析179

4.5.3 本节讨论183

4.6 小结183

参考文献184

第5章 毁伤效应数值模拟的数学基础189

5.1 常规战斗部毁伤效应数值模拟189

5.2 连续介质力学的基本方程组190

5.2.1 连续介质的基本概念及运动描述190

5.2.2 基本控制方程组194

5.3 冲击动力学数值模拟197

5.3.1 数值求解方法简介197

5.3.2 非线性动力学有限元法198

5.3.3 SPH方法简介213

参考文献219

第6章 Monte Carlo方法220

6.1 概述220

6.1.1 引言220

6.1.2 基本思想和实现过程221

6.1.3 随机数生成224

6.1.4 Monte Carlo方法的收敛性229

6.2 效率提高技术231

6.2.1 Monte Carlo方法误差的特点232

6.2.2 重要抽样技巧233

6.2.3 序贯Monte Carlo方法235

6.3 应用实例236

6.3.1 落点精度鉴定236

6.3.2 封锁概率计算237

参考文献241

第2篇 导弹精度评估247

第7章 精度评估概述247

7.1 基本概念及研究现状247

7.1.1 武器装备试验与评估247

7.1.2 小子样精度评估的工程背景248

7.1.3 导弹试验精度评估研究现状249

7.2 Bayes方法的应用及先验信息255

7.2.1 试验评估中Bayes方法的应用255

7.2.2 先验信息的类型256

7.3 虚拟靶场261

7.3.1 基本概念261

7.3.2 功能分析261

7.3.3 构架分析262

7.3.4 组成要件262

7.3.5 模型的校核、验证与确认262

7.3.6 用于试验评估的虚拟靶场263

参考文献265

第8章 射前预报271

8.1 发射可靠性评估271

8.1.1 发射可靠性概念271

8.1.2 发射可靠性涉及因素及相关信息收集271

8.1.3 发射可靠性的成败评估模型272

8.1.4 发射可靠性下限确定277

8.1.5 基于混合先验分布的发射可靠性评定279

8.2 飞行可靠性预报281

8.2.1 飞行可靠性相关因素281

8.2.2 飞行可靠性分解与集成282

8.2.3 飞行可靠性预报结果及置信度分析286

8.3 射程预报287

8.3.1 射程预报288

8.3.2 实时射程预报290

8.4 惯性弹头精度预报290

8.4.1 制导工具误差预报291

8.4.2 制导方法误差预报293

8.4.3 再入误差预报293

8.4.4 后效误差预报295

8.5 组合制导精度预报295

8.5.1 组合导航机理295

8.5.2 组合制导各传感器精度源分析297

8.5.3 景象匹配辅助导航系统落点精度预报307

8.5.4 Monte Carlo仿真预报组合制导精度307

8.6 试验样本量的确定310

8.6.1 Bayes方法确定最优固定样本量310

8.6.2 Bayes序贯分析确定试验样本量311

8.6.3 考虑信息可信度的试验样本量确定方法312

8.6.4 基于信息增量的试验样本量确定及例子312

8.6.5 基于攻防对抗的用弹量确定314

参考文献318

第9章 弹道精度分析与精度折合320

9.1 概述320

9.2 弹道跟踪数据321

9.2.1 遥测数据精度分析321

9.2.2 外弹道跟踪数据分析330

9.2.3 遥外数据的比对330

9.3 惯性制导导弹的弹道精度分析334

9.3.1 制导工具误差分析334

9.3.2 制导方法误差分析344

9.3.3 再入误差分析345

9.3.4 后效误差分析346

9.4 落点偏差折合348

9.4.1 制导工具误差折合及可行性条件分析348

9.4.2 制导方法误差折合359

9.4.3 再入误差折合361

9.4.4 后效误差折合362

9.5 组合导航误差分离与折合363

9.5.1 组合导航导弹误差分离363

9.5.2 组合导航导弹误差折合367

9.5.3 案例分析369

参考文献370

第10章 全程精度评估374

10.1 信息度量375

10.1.1 试验数据的信息度量375

10.1.2 模型的信息度量382

10.2 飞行试验全程递归评估392

10.2.1 飞行试验分级及全程成败及精度评估393

10.2.2 基于两类先验和不同特征量的多次递归评估401

10.2.3 小结408

10.3 基于多源信息融合的精度评估408

10.3.1 基于异质信息融合的精度评估408

10.3.2 基于先验融合的Bayes递归精度评估416

10.3.3 基于后验结果融合的精度评估421

10.3.4 分系统及融合精度评估428

10.3.5 小结429

10.4 观测数据频谱特征与故障分析429

10.4.1 故障诊断原则与方法429

10.4.2 基于观测信息的故障分析430

10.5 小结432

参考文献433

第11章 射击面目标精度评定438

11.1 现有制导武器系统精度评定指标分析438

11.1.1 制导武器系统的精度438

11.1.2 圆概率偏差CEP439

11.1.3 制导武器系统命中目标的概率计算440

11.2 制导武器系统射击面目标精度评定指标440

11.2.1 命中区域圆概率偏差（ACEP）440

11.2.2 仿真实例与结果分析442

11.2.3 结论444

11.3 制导武器系统射击面目标瞄准点选取方法444

11.3.1 面目标区域要害指数及命中概率445

11.3.2 面目标瞄准点的选取446

11.3.3 仿真实例与结果分析448

11.4 子母弹射击面目标瞄准点选取方法450

11.4.1 子母弹攻击的面目标区域要害指数分析及命中概率451

11.4.2 子母弹落点模型452

11.4.3 子母弹射击面目标瞄准点的选取453

11.4.4 仿真实例与结果分析455

11.5 小结457

参考文献458

第12章 精度分析与评估软件系统460

12.1 软件系统开发准则460

12.2 精度分析与评估软件系统设计462

12.2.1 系统功能462

12.2.2 系统组成462

12.3 试验信息综合管理子系统463

12.3.1 数据库设计463

12.3.2 数据库系统管理465

12.4 试验预报、分析与评估子系统466

12.4.1 跟踪数据、弹道数据处理与跟踪设备精度分析模块467

12.4.2 发射可靠性与飞行可靠性评估模块467

12.4.3 射程预报467

12.4.4 精度预报模块467

12.4.5 发数预报模块469

12.4.6 制导工具误差分离模块470

12.4.7 误差分析与折合模块472

12.4.8 组合导航误差分离模块472

12.4.9 射程评估模块473

12.4.10 精度评估模块473

12.4.11 可视化结果演示模块473

12.5 软件应用案例477

12.5.1 三维地理信息系统（STK）477

12.5.2 射前预报演示477

12.5.3 精度评估演示479

参考文献481

第3篇 毁伤效应分析与评估485

第13章 常规导弹战斗部毁伤效应485

13.1 引言485

13.2 常规导弹战斗部基本结构组成486

13.2.1 壳体486

13.2.2 装填物487

13.2.3 传爆序列487

13.3 常规导弹战斗部毁伤效应488

13.3.1 爆炸冲击毁伤效应488

13.3.2 侵彻毁伤效应493

13.3.3 侵爆毁伤效应498

13.3.4 子母弹综合毁伤效应500

13.4 典型目标的易损性502

13.4.1 装甲车辆502

13.4.2 飞机506

13.4.3 地面和地下建筑物508

参考文献516

第14章 毁伤效应的试验测量与数值模拟517

14.1 毁伤参数的试验测量517

14.1.1 毁伤参数的分类518

14.1.2 毁伤参数的测量524

14.1.3 本节讨论531

14.2 LS-DYNA程序简介532

14.2.1 概述532

14.2.2 前后处理软件的文件传输关系533

14.2.3 前处理器HyperMesh简介534

14.2.4 后处理软件LS-POST简介535

14.3 爆炸与冲击数值模拟中常用的材料模型535

14.3.1 炸药和空气模型535

14.3.2 金属材料模型537

14.3.3 混凝土材料力学特性538

14.3.4 混凝土的动态本构模型540

14.3.5 混凝土的RHT模型543

14.3.6 混凝土状态方程545

14.3.7 钢筋混凝土算法547

14.4 建筑物内爆炸破坏数值模拟548

14.4.1 爆炸破坏数值模拟方法548

14.4.2 建筑物内爆破坏模式分析550

14.5 战斗部侵彻爆炸一体化数值模拟方法551

14.5.1 炸药对目标的爆炸破坏作用552

14.5.2 炸药在侵彻过程中与弹体的相互作用552

14.5.3 弹丸侵彻钢筋混凝土模拟——侵彻接触算法552

14.5.4 边界条件553

14.5.5 物质填充方法553

14.6 AUTODYN在终点毁伤效应研究中的应用556

14.6.1 AUTODYN程序简介556

14.6.2 AUTODYN计算技术与应用556

参考文献560

第15章 毁伤试验设计562

15.1 概述562

15.1.1 毁伤试验设计的需求分析562

15.1.2 获取经验公式的方法566

15.1.3 毁伤试验设计的基本步骤570

15.2 多源试验的一体化最优设计572

15.2.1 引言572

15.2.2 毁伤效能评估的试验源分析573

15.2.3 毁伤试验差异建模与融合评估576

15.2.4 一体化D最优设计与构造算法579

15.2.5 侵彻弹动静试验一体化设计584

15.2.6 讨论589

15.3 量纲分析及其在试验设计中的应用589

15.3.1 爆炸缩比试验法590

15.3.2 毁伤效应的量纲分析593

15.3.3 缩比试验与原型试验的差异建模595

15.3.4 一体化Dn最优确切设计596

15.3.5 小结597

参考文献597

第16章 毁伤评估方法601

16.1 毁伤评估的内涵601

16.1.1 毁伤评估的定义601

16.1.2 毁伤评估的研究现状602

16.2 典型目标毁伤评估指标体系606

16.2.1 机场跑道毁伤评估指标体系607

16.2.2 建筑物毁伤评估指标体系609

16.2.3 各项战术技术指标与综合毁伤效果之间的定量关系分析611

16.3 不同毁伤形式的量化与毁伤效果折合613

16.3.1 侵彻弹打击机场跑道613

16.3.2 侵爆弹打击典型建筑616

16.4 动、静差异分析、建模与补偿616

16.4.1 动、静差异的因素分析617

16.4.2 差异建模及补偿的参数化建模方法617

16.4.3 动静差异分析的力学方法619

16.5 毁伤评估方法620

16.5.1 毁伤响应函数构造620

16.5.2 综合毁伤评估方法624

16.5.3 各指标的量化评估方法626

16.6 对典型目标的综合毁伤评估631

参考文献633

第17章 导弹毁伤视景仿真与可视化636

17.1 可视化引擎的选择及毁伤场景仿真636

17.1.1 可视化引擎的选择636

17.1.2 地形仿真637

17.1.3 试验结果639

17.2 侵彻子母弹毁伤机场过程三维可视化641

17.2.1 侵彻子母弹对机场毁伤及其三维可视化需求641

17.2.2 三维可视化系统设计642

17.2.3 侵彻弹毁伤一体化仿真系统运行与评估实例648

17.2.4 小结651

17.3 侵爆毁伤半实物仿真可视化系统设计与实现651

17.3.1 侵爆毁伤可视化建模651

17.3.2 侵爆弹毁伤仿真系统运行实例655

17.3.3 小结657

17.4 基于物理引擎的破片毁伤半实物仿真658

17.4.1 需求分析658

17.4.2 仿真引擎（ODE，PhysX，Newton等）比较、选择659

17.4.3 基于物理引擎的某类破片毁伤评估与半实物仿真系统开发659

17.4.4 小结662

参考文献662