4-1 用速度聚类分析法判别再入弹道

章永锡

飞行体再入时，由于气象及弹头结构参数偏差等的影响，即使再入条件相同，再入弹道曲线也是随机的。在实际飞行中又非常需要知道较为确切的弹道曲线，以便确定再入体运动的位置，为控制系统等提供必要的信息。

通过对几百条弹道曲线数据的分析研究，发现对弹道上某些参数进行聚类分析，就能基本判定再入时是按哪条弹道曲线飞行的。速度是再入体运动中的一个重要参数，速度聚类分析方法是利用实际再入弹道上某些点的速度和标准弹道上相应的速度量作差分比较后，作聚类分析，取得若干组新的样本后，再进行逐步分类，最后得出再入体是按照那一种弹道条件运行的。速度聚类用实际速度值，也可用相对速度值。对某一批弹道曲线进行分类分析，发现任一组再入速度及倾角相同的弹道，任取其中一条模飞，经聚类分析后判定的运行弹道有80%以上是惟一的且和所取的弹道一致，其余判定的弹道号虽有相重现象，但相重的弹道非常接近。

聚类分析亦可用其他参量，如相对时间等。但效果不如速度聚类好。当然相对时间的取值精度可以很高，经聚类分析后来判定弹道，基本亦都能判定。在设计中可以随情况而选用参量。聚类分析法判别再入弹道，从原理上讲，只要数据库资源丰富，资源可信，就会得到理想的结果。即使资源比较有限，但可信，从现有的弹道数据分析，偏差放得很宽，差别较大的再入弹道亦很易区分，只是比较相近的弹道不易区分，不要求精确的情况同样可使用，这是一个明显的优点。不管再入点是何种速度和倾角的组合，再入干扰条件应当是一样的，如密度偏差、阻力系数、气流变化等的假定条件都应当是相同的范围和取值方法，所以速度、倾角变化时应当有一定的规律。如果能摸清这一规律，可以减少一些预先的计算量，使存贮空间减少。

一个重要的工作是研究在再入干扰条件相同情况下，速度、倾角变化很大时，弹道特征点的数据变化是否有规律可循，如有规律，可使数据库大为简化，使用灵活，在任何情况下不用改变数据库内容，只需从再入参数，就可较好辨认相应弹道。

用计算机仿真法产生合理的干扰弹道来模飞，较真实地对可能产生的误差进行分析也是很重要的；如果用灰色建模方法，利用再入弹道上不同点的特征参数（选的点要较多，预计约要10个点），来推知可能运行的弹道，然后根据推知的弹道，再决定引信高度，将会有较大的灵活性。但这种灰色建模方法，必须要有良好的弹道知识、数学基础和软件编程技巧，况且目前尚难以预计实际中使用的可能性，所以难度和风险都较大。