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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SMT 82

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CEP 439

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