(57)【要約】  本発明は、誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱する方法に関する。本方法は、対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するステップを含む。さらに、本方法は、最適な予測ミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップを含む。本方法は、選択されたデコイパラメータセットを、デコイを発射する発射ユニットに送信するステップも含む。ここで、予測するステップは、随伴アルゴリズムの使用を含む。
2012514179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱する方法であって、
−  対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するステップと、
−  最適な予測ミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップと、
−  前記選択されたデコイパラメータセットを、前記デコイを発射する発射ユニットに送信するステップと
を含み、
前記予測するステップは、随伴アルゴリズムの使用を含み、前記方法は、予測ミス距離に関連付けられた不確実性データを計算するステップをさらに含み、前記デコイパラメータセットを選択するステップにおいて、前記計算された不確実性データを考慮に入れる、方法。
【請求項２】
予測ミス距離は、飛来するミサイルのパラメータ、マザープラットフォームパラメータ、および対応する前記デコイ発射パラメータセットに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記随伴アルゴリズムは、非線形予測モデルを線形化することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
発射された前記デコイの効果を検証するステップをさらに含み、前記検証するステップは、
−  プラットフォームロックオン条件下および／またはデコイロックオン条件下でのゼロエフォートミス距離を予測するサブステップと、
−  飛来するミサイルのデータを測定するサブステップと、
−  前記測定されたデータを１つまたは複数の前記予測ゼロエフォートミス距離と比較するサブステップと、
−  前記比較結果から、前記飛来するミサイルが何にロックオンされているかを推測するサブステップと
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記推測するステップは、予測ゼロエフォートミス距離に対応する、計算された不確実性データの使用を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記飛来するミサイルを信号で通知するステップをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
信号で通知された飛来するミサイルを識別するステップをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
−  マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱するためのデコイを発射する発射ユニットと、
−  プロセッサが設けられたコンピュータシステムであって、前記プロセッサは、
−  対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するステップと、
−  最適な予測ミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップと、
−  前記選択されたデコイパラメータセットを、前記デコイを発射する発射ユニットに送信するステップと
を実行するように構成される、コンピュータシステムと
を備え、
前記予測するステップは、随伴アルゴリズムの使用を含み、前記方法は、予測ミス距離に関連付けられた不確実性データを計算するステップをさらに含み、前記デコイパラメータセットを選択するステップにおいて、前記計算された不確実性データを考慮に入れる、誘導攪乱展開システム。
【請求項９】
誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱するためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、
−  対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するステップと、
−  最適な予測ミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップと、
−  前記選択されたデコイパラメータセットを、前記デコイを発射する発射ユニットに送信するステップと
をプロセッサに実行させるコンピュータ可読コードを含み、
前記予測するステップは、随伴アルゴリズムの使用を含み、前記コンピュータプログラム製品は、予測ミス距離に関連付けられた不確実性データを計算するステップをプロセッサに実行させるコンピュータ可読コードをさらに含み、前記デコイパラメータセットを選択するステップにおいて、前記計算された不確実性データを考慮に入れる、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱する方法であって、対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を評価するステップと、最適に評価されたミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップと、選択されたデコイパラメータセットを、デコイを発射する発射ユニットに送信するステップとを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対艦ミサイルの脅威に対抗するに当たり、特に、直接迎撃手段では完全には回避し得ない攻撃に対処する際、誘導攪乱手段が有利な手段である。誘導攪乱には、直接迎撃よりも優れたいくつかの利点がある。誘導攪乱展開システムは、大半の直接迎撃システムよりも素早い応答時間を有し、より安価であり、その使用に、直接迎撃システムの使用を特徴付け得る巻き添え被害の危険性または味方からの誤射の危険性が関わらない。誘導攪乱システムの使用に当たり、欠点もある。効果の局所性が直接迎撃システムよりも低いため、機動部隊内の他の戦艦のセンサおよび兵器システムに悪影響を及ぼす恐れがある。また、誘導攪乱システムの計画およびその成功／失敗の評価は、むしろ複雑な作業である。
【０００３】
明らかに、展開中に正確に判断することにより誘導攪乱の効率を改良することは、意味ある側面である。不正確な展開または不十分な回数の展開の明らかな結果の他に、過剰殺戮または多すぎる回数の展開はまったく望ましくない。限られた戦艦の資源の損失の他に、過剰殺戮は、戦艦の舷側にある他のセンサおよび兵器のシステムに対して追加の負荷を加え、それらの効率を下げる恐れがある。しかし、誘導攪乱の効率の改良は、例えば、ミサイルが辿る経路に関して、利用可能であり得る情報の不確実性と併せて、正確な判断を下すことにおける複雑性により、容易な作業ではない。
【０００４】
高度な計算能力が、戦闘判断を下すに当たり複雑な問題を解くための秘訣であることが証明されている。誘導攪乱デコイをいつどのようにして発射するかを判断するために、攻撃してくるミサイルに対するデコイの影響を予測することが妥当であり得る。そのために、最適に評価されたミス距離を有する最適なデコイパラメータセットを選択できるように、対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測し得る。次に、選択されたデコイパラメータセットは、デコイを発射する発射ユニットに送信することができる。しかし、戦闘シナリオをモデリングし、かつ／またはシミュレーションする際、多くのデータ、例えば、脅威、戦艦、誘導攪乱要素、および環境に関するデータを処理する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
明らかに、予測の質は、誘導攪乱展開の性能に直接、影響を有することになる。計算時間制約が必然的に、効果予測の複雑性を制限することになり、誘導攪乱手段の効果に影響し得る多すぎる要因を近似する必要があり、それにより、予測が劣化し、判断プロセスの有効性が下がる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、前文に記載の攪乱誘導展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱する方法であって、上で特定された欠点のうちの１つが低減される方法を提供することである。特に、本発明の目的は、前文に記載の方法であって、所望の精度のミス距離予測を比較的短い計算時間で得ることができる方法を提供することである。そのために、本発明による方法の予測ステップは、随伴アルゴリズムの使用を含む。
【０００７】
随伴アルゴリズムの使用を含めることにより、計算を簡易化し得、それにより、高速で正確な解に繋がる。その結果、計算作業が劇的に改良され、それにより、比較的多数のデコイ発射パラメータセットを評価できることが可能になり、最終的に、最適なデコイ発射パラメータセットの効率的な選択に繋がる。
【０００８】
本発明によれば、本方法は、最適なデコイ発射パラメータセットの決定プロセスにおいて、予測における固有の不確実性の推定を考慮でき、それにより、誘導攪乱展開の効果をさらに向上させるように、予測されたミス距離に関連付けられた不確実性データを計算するステップをさらに含む。
【０００９】
本発明によるさらなる実施形態では、本方法は、発射されたデコイの効果を検証するステップをさらに含み、検証するステップは、プラットフォームロックオン条件下および／またはデコイロックオン条件下でゼロエフォートミス距離を予測するサブステップと、飛来するミサイルのデータを測定するサブステップと、測定されたデータを１つまたは複数の予測されたゼロエフォートミス距離と比較するサブステップと、比較結果から、飛来するミサイルがどのエンティティにロックオンされるかを推測するサブステップとを含む。随伴アルゴリズムを使用して、ゼロエフォートミス距離予測ステップを実行することにより、検証ステップを実行する効率的な方法を得ることができ、それにより、発射されたデコイの効果を評価することができる。特定の実施形態では、推定するステップは、予測されたゼロエフォートミス距離に対応する、計算された不確実性データの使用を含み、それにより、随伴アルゴリズムの恩恵をもう一回利用する。
【００１０】
本発明は、誘導攪乱展開システムにも関する。
【００１１】
さらに、本発明は、コンピュータプログラム製品に関する。コンピュータプログラム製品は、ＣＤまたはＤＶＤ等のデータ搬送体に記憶されたコンピュータ実行可能命令セットを含み得る。コンピュータ実行可能命令セットは、プログラマブルコンピュータに上記定義された方法を実行させることができ、例えば、インターネットを介してリモートサーバからダウンロードして提供してもよい。
【００１２】
本発明による他の有利な実施形態については、以下の特許請求の範囲において説明される。
【００１３】
単なる例として、これより、本発明の実施形態について、添付図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による誘導攪乱展開システムの概略図を示す。
【図２】図１の誘導攪乱展開システムが装備された戦艦の概略斜視図を示す。
【図３】タイムラインを示す。
【図４】本発明による方法の実施形態のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図は、単に本発明による好ましい実施形態を示すことが留意される。図中、同じ参照番号は、等しいまたは対応する部分を指す。
【００１６】
図１は、本発明による誘導攪乱展開システム１の概略図を示す。システム１は、戦艦等のマザープラットフォームに設けられ、戦艦に向かって飛来するミサイルを攪乱するために、デコイを発射する発射ユニット２を備える。システム１は、いくつかのステップを実行して、発射ユニット２の適宜制御を可能にするように構成されたプロセッサ４が設けられたコンピュータシステム３をさらに備える。コンピュータシステム３は、入力データを受信する複数の入力ポート５と、データを発射ユニット２に送信する少なくとも１つの出力ポート６とを有する。
【００１７】
図２は、誘導攪乱展開システム１が装備された戦艦１０の概略斜視図を示す。戦艦１０には、データを誘導攪乱展開システム１のコンピュータシステム３に入力する全方向レーダユニット１１等の複数のセンサが設けられる。図２は、戦艦１０を攻撃してくる敵のミサイル１２をさらに示す。ミサイル１２が戦艦１０にロックオンしたままの場合、ミサイル１２は経路Ｐ１を辿り、戦艦１０に命中することになる。しかし、誘導攪乱展開システム１が適宜働いた場合、ミサイルは発射されたデコイ１４にロックオンし、デコイ１４に向けられた別の所定の経路Ｐ２を辿ることになり、それにより、戦艦１０に命中しない。その場合、ミサイルは、ミス距離Ｍとも呼ばれる最短距離で戦艦１０を通過する。
【００１８】
プロセッサ４は、いくつかのステップを実行するように構成される。最初に、プロセッサ４は、飛来するミサイル１２を信号で通知する。ミサイル１２を信号で通知した後、プロセッサ４は、ミサイル１２の識別ステップを実行する。そのような識別ステップは、ミサイルの種別、位置、向き、速度、経路等を特定することを含み得る。識別ステップを適宜実行するために、センサデータが、誘導攪乱展開システム１のコンピュータシステム３に入力される。
【００１９】
図３は、タイムラインを示す。ここでは、続く記号Ｔ０、ＴＳ、およびＴＩは、ミサイルの発射時間、ミサイルを信号で通知した瞬間、およびミサイルを識別した瞬間のそれぞれを示す。
【００２０】
プロセッサ４は、対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するようにさらに構成される。一例として、特定のミス距離にそれぞれ対応する数十のデコイ発射パラメータセットを評価することができる。予測するステップにおいて、随伴アルゴリズムの使用が含められる。予測するステップは、飛来するミサイルのパラメータデータ、マザープラットフォームパラメータデータ、対応するデコイ発射パラメータセット、および／または環境データ等の多数のデータに基づき得る。さらに、プロセッサは、最適な予測ミス距離Ｍを有するデコイパラメータセットを選択するように構成される。次に、選択されたデコイパラメータは、デコイを発射する発射ユニット２に送信される。さらに、制御コマンドを生成して、戦艦の位置および／または向きを変更することができる。
【００２１】
オプションとして、プロセッサ４は、予測されたミス距離に対応する不確実性データ、例えば、ミサイルが辿ると想定される経路の確率範囲を計算するステップを実行するようにさらに構成される。
【００２２】
本発明による実施形態では、プロセッサ４は、最も大きな予測ミス距離Ｍに対応し、それにより、戦艦１０とミサイル１２との間に最も大きなオフセットを提供するデコイパラメータセットを選択する。あるいは、プロセッサは、ミス距離の予測に不確実性データも考慮し、それにより、オプションとして、比較的小さな不確実性を有する比較的大きな予測ミス距離Ｍに対応するデコイパラメータセットを選択する。
【００２３】
選択されたデコイパラメータセットに基づいて、デコイシステム１の発射ユニット２は、例えば、敵のミサイル内の任意の赤外線ロックオン装置に影響するフレアおよび／または敵のミサイル内の任意のレーダロックオン機器に影響するチャフを含むデコイ１４を発射する。デコイ１４は、ミサイルが戦艦１０から離れるように、当初の方向から逸らすことを目的とする。
【００２４】
図３を参照すると、デコイ１４は、瞬間ＴＤにおいて発射される。次に、後の瞬間ＴＳＤにおいて、ミサイルはデコイにロックオンする。将来の瞬間ＴＶにおいて、デコイが適宜機能したか否か、および／またはミサイル１２が現時点でデコイ１４に向かっているか否かが確認または検証される。そのために、プロセッサ４は、プラットフォームロックオン条件下およびデコイロックオン条件下でのゼロエフォートミス距離を予測するサブステップを実行するようにも構成される。その結果、ミサイルが戦艦にロックオンした状態のままであると仮定して、随伴アルゴリズムを使用して、ゼロエフォートミス距離が計算される。ゼロエフォートミス距離は、特定の瞬間に依存し、その特定の瞬間での戦艦の航路およびミサイルの経路が変更のないままである場合に生じることになるミス距離として定義される。同様に、ミサイルがデコイへのロックオンに変更した場合でのゼロエフォートミス距離も計算される。プロセッサは、飛来するミサイルに関するデータを測定するサブステップと、測定されたデータを、一方または両方の予測ゼロエフォートミス距離と比較するサブステップとをさらに実行する。次に、プロセッサは、比較結果から、飛来するミサイルがロックオンされていると予想されるエンティティを推測する。好ましくは、推測ステップは、予測ゼロエフォートミス距離に対応する、計算された不確実性データの使用を含む。検証が実行された後、瞬間ＴＣＰＡにおいて、ミサイルは最接近点であるミス距離エリアに入り、戦艦から離れて移動する。
【００２５】
その結果、デコイ発射前に予測ステップを使用して、最適な発射パラメータセットを見つけることができる。さらに、発射後、予測効果を比較することにより、対艦ミサイルがデコイにロックオンされたか、それとも戦艦にロックオンされたかという誘導攪乱の有効性をチェックすることができる。最適なデコイパラメータセットの決定および／またはチェックステップでの判断は、随伴アルゴリズムにより提供し得る不確実性データを使用することにより強化することができる。
【００２６】
随伴方法としても知られる随伴アルゴリズムは、随伴モデルと呼ばれる変更されたモデルの１回のシミュレーションを行い、ミス距離に影響するすべての摂動源の影響を特定することに基づく。随伴モデルは、いくつかの簡単なブロック図操作を実行することにより、元のモデルの線形化から容易に得ることができる。あるいは、随伴モデルは、元のモデルの状態−空間表現から容易に得ることができる。出力の最終値に対する初期条件および時変系の入力の別個の影響である誘導ループ（ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｌｏｏｐ）を確率論的に解析する場合、随伴系の１つの初期値解の計算で十分であることを数学的に証明することができる。任意の初期条件および入力の初期値解を使用して、最終値を評価する式を導出することができる。随伴モデルは、確率的な性能解析の場合に有用であることができるが、確率論的な性能解析の場合、はるかに大きな利点を伴って使用することができる。関連する数学的結果を定式化するために、随伴応答を使用して、長いモンテカルロシミュレーションなしで出力の分散を計算できることを示すことができる。
【００２７】
したがって、随伴方法は、随伴モデルを構築するステップと、随伴モデルの応答を使用して、性能データを生成するステップとを含む。随伴モデルは、応答が解析すべき系の入力による影響の受けやすさを含む動的系をシミュレーションする。したがって、随伴アルゴリズムは、特に、プロセスが多くの変数に依存し、動的であり、かつ時間変化する場合、デコイプロセスの性能の評価に適する。
【００２８】
初期構成は、低高度で概して戦艦の方向を向いた対艦誘導ミサイル、戦艦から所与の変位で位置決めされ、風と共に自在に移動するデコイクラウド（ｄｅｃｏｙ  ｃｌｏｕｄ）、および戦闘中、一定の船首方向を保つと仮定される船艦により表される。シナリオの開始時、ミサイルがシーカを使用してデコイにロックオンされ、シーカデータを使用して誘導コマンドを計算するものと仮定される。この仮定は、散乱モードでのデコイの使用に対応する。逆に、誘惑モードでは、ミサイルは、まず戦艦自体にロックオンされ、デコイがアクティブ化された後でのみ、ロックオンをデコイに変更する。
【００２９】
ミサイルが、デコイを通過するまで、比例航法を使用してデコイに向かって誘導されると仮定される。続けて、ミサイルは、戦艦に対する最接近点に達するまで、誘導なしの飛行を続ける。戦闘全体にわたり、風の速度ベクトルは一定であると仮定される。戦闘中、ミサイル速度が一定であり、したがって、誘導コマンドの結果、ミサイルの航路のみが変更されるとも仮定される。
【００３０】
戦艦が、デコイを展開した後、回避行動を実行しており、戦艦を選択された航路にターンさせるには、いくらかの時間がかかり得るとも仮定される。
【００３１】
本発明の態様によれば、非線形モデルを線形化して、線形モデルが得られ、ミス距離の式を、初期値問題に対する解として定義される随伴応答に依存して定式化することができる。さらに、ミス距離の分散は、初期条件の要素の分散の関数として表現することができる。元の確率論的数量を単位とした初期状態ベクトル座標の分散は、比較的容易に近似することができる。発射後の検証は、統計的仮説テストアルゴリズムを使用して実行することができる。
【００３２】
デコイの動きは、
【００３３】
【数１】
2012514179.tif 000003
【００３４】
として記述される。
【００３５】
戦艦の動きを記述する方程式は、
【００３６】
【数２】
2012514179.tif 000004
【００３７】
であり、式中、
【００３８】
【数３】
2012514179.tif 000005
【００３９】
であり、式中、ｔｍａｎは、戦艦の操舵を完了するために必要な時間である。
【００４０】
ミサイルの動きは、
【００４１】
【数４】
2012514179.tif 000006
【００４２】
として記述され、式中、τは、命令された横加速度αｎ，ｃにより表される誘導コマンドに対するミサイルの応答を記述するミサイルの時間定数である。
【００４３】
展開計画のために、ミサイルが、デコイを通過するまでデコイに永久的にロックオンされると仮定する。この場合、
【００４４】
【数５】
2012514179.tif 000007
【００４５】
であり、Ｎｐは、ミサイルの航法定数であり、Ｖｃ，ｆは、ミサイルとデコイとの接近速度であり、λｆは、ミサイルとデコイとの照準線の角速度である。ミサイルの速度ベクトル表記
【００４６】
【数６】
2012514179.tif 000008
【００４７】
を使用する場合、
【００４８】
【数７】
2012514179.tif 000009
【００４９】
である。
【００５０】
発射後の展開効果テストのために、ミサイルが戦艦にロックオンされたままである場合を考慮する必要もある。この場合、
【００５１】
【数８】
2012514179.tif 000010
【００５２】
であり、式中の値は、
【００５３】
【数９】
2012514179.tif 000011
【００５４】
である。
【００５５】
前項において説明した非線形モデルを線形化するために、原点がミサイルの初期位置であり、ｘ軸がミサイルから戦艦までの照準線に沿い、ｙ軸が正に向けられた座標系である、本明細書において戦闘座標系と呼ばれる新しい座標系を導入することが好都合である。図３．１において、この座標系の軸はＸＥおよびＹＥで示される。東−北座標と戦闘座標との変換は、
【００５６】
【数１０】
2012514179.tif 000012
【００５７】
により定義され、式中の値は、以下の通りである。
【００５８】
【数１１】
2012514179.tif 000013
【００５９】
上付き文字ｅにより、戦闘座標で表現されたすべての数を示す。したがって、
【００６０】
【数１２】
2012514179.tif 000014
【００６１】
であり、戦艦およびデコイの位置および速度ベクトルについても同様である。
【００６２】
戦闘中、ミサイルの航路はｘｅ軸近くの状態を保つため、ｘｅ軸に沿ったミサイルの速度は、おおよそ一定である。ミサイルと戦艦との間の範囲およびミサイルとデコイとの間の範囲も、それぞれのｘ座標の差分で近似することができ、その一方で、ミス距離は、それぞれのｙ座標の差分で近似することができる。ミサイルの航路のばらつきを無視することにより、
【００６３】
【数１３】
2012514179.tif 000015
【００６４】
により、ミサイルの横加速度を近似することができる。
【００６５】
デコイへの照準線の角速度は、
【００６６】
【数１４】
2012514179.tif 000016
【００６７】
として近似され、式中、相対範囲ミサイル−デコイは、Ｒｍ，ｆ（ｔ）＝Ｖｃ，ｆ（ｔｍｉｓｓ，ｆ−ｔ）である。
【００６８】
【数１５】
2012514179.tif 000017
【００６９】
が得られる。
【００７０】
同様にして、戦艦への照準線は、
【００７１】
【数１６】
2012514179.tif 000018
【００７２】
として近似され、式中、Ｒｍ，ｓ（ｔ）＝Ｖｃ，ｓ（ｔｍｉｓｓ，ｆ−ｔ）である。したがって、
【００７３】
【数１７】
2012514179.tif 000019
【００７４】
である。
【００７５】
時間ｔｍｉｓｓ，ｆにおいてｘｅｍ＝ｘｅｆであるという条件から、
【００７６】
【数１８】
2012514179.tif 000020
【００７７】
であると推測する。
【００７８】
戦艦の最接近点までの飛行時間は、条件ｘｅｍ＝ｘｅｆから、
【００７９】
【数１９】
2012514179.tif 000021
【００８０】
として近似することができる。
【００８１】
結論として、ミサイルがデコイにロックオンされた場合の線形化されたモデルは、
【００８２】
【数２０】
2012514179.tif 000022
【００８３】
という形式を有する。
【００８４】
ミサイルが戦艦にロックオンされる場合では、方程式（５．１０）は、
【００８５】
【数２１】
2012514179.tif 000023
【００８６】
で置換され、デコイは、戦闘の結果に影響しないため、デコイの動きを記述する方程式は、明らかにスキップすることができる。
【００８７】
両方の事例において、結果として生成されるモデルは［０，ｔｆ］上の線形の時変系である。
【００８８】
戦艦に対するミス距離は、
【００８９】
【数２２】
2012514179.tif 000024
【００９０】
により近似され、これは、線形化されたモデルの状態の線形関数である。
【００９１】
発射後の効率評価のために、戦闘中の各瞬間ｔにおいて、
【００９２】
【数２３】
2012514179.tif 000025
【００９３】
として計算できるゼロエフォートミス距離を使用する。ミス距離がｚ（ｔｍｉｓｓ）に等しいことに留意する。
【００９４】
本用途に合うように、線形化されたモデルを変更する必要がまだある。実際には、モデル（５．１０）が時間ｔ＝ｔｍｉｓｓ，ｆにおいて特異であることが容易に分かる。モデルの線形性を保ちながらこの特異性をなくす簡単な方法は、ミサイルが誘導ループを遮断する、デコイを通過する前の短い間隔である「ブラインド時間」ｔｂ＞０を導入することである。この変更により、ミサイルがデコイにロックオンした場合の命令された加速度の式は、
【００９５】
【数２４】
2012514179.tif 000026
【００９６】
になる。
【００９７】
ミサイルが戦艦にロックオンした場合にも、同様の変更が必要である。
【００９８】
「ブラインド時間」の導入が必ずしもシミュレーションの結果に影響するわけではないことに留意する。大半の対艦ミサイルは、標的のすぐ近くに来た場合にシーカをオフにする。これは、標的が視野と比較して大きすぎる場合にシーカが混乱することを回避するために行われる。
【００９９】
状態ベクトル
【０１００】
【数２５】
2012514179.tif 000027
【０１０１】
を導入する場合、線形化されたモデルは、
【０１０２】
【数２６】
2012514179.tif 000028
【０１０３】
であり、式中の値は、
【０１０４】
【数２７】
2012514179.tif 000029
【０１０５】
であるとともに、
【０１０６】
【数２８】
2012514179.tif 000030
【０１０７】
として行列の形式で書くことができ、初期状態は
【０１０８】
【数２９】
2012514179.tif 000031
【０１０９】
である。ミス距離は、
【０１１０】
【数３０】
2012514179.tif 000032
【０１１１】
として書くことができる。
【０１１２】
時間ｔｍｉｓｓにおける随伴応答は、方程式
【０１１３】
【数３１】
2012514179.tif 000033
【０１１４】
の解であり、初期状態は、ｘａｄｊ（０）＝［１  ０  ０  −１  ０  ０］Ｔである。（６．１）での行列Ｂは恒等行列であるため、状態および出力随伴応答が一致することに留意する。
【０１１５】
命題２．１によれば、ミス距離は、
【０１１６】
【数３２】
2012514179.tif 000034
【０１１７】
として書くことができる。
【０１１８】
この形式は、決定論的な性能研究に対して特に興味深い。初期データが確率論的特徴を有する不確実性を含む場合、命題２．２を使用して、初期状態の要素の分散の関数として、ミス距離の分散を推定することができる。
【０１１９】
【数３３】
2012514179.tif 000035
【０１２０】
式中、Ｐｘ（０）はｘ（０）の分散行列を示す。系（６．１）の入力は決定論的であるため、式（２．６）中の積分項は（６．１１）に出現しない。座標系の選択により、ｙｅｏｍ＝０であるが、その分散は、ミサイルについて利用可能な追跡データの不確実性を反映して、非ゼロであり得るため、（６．１０）中に生じないｙｅｏｍに対応する項も式（６．１１）が含むことに留意する。行列形式の式（６．１１）が、相互分散項も同様に含むため、より一般的であることにも留意する。
【０１２１】
式（６．１１）を実際に適用するためには、元の確率論的な数量で初期状態ベクトル座標の分散を特定する必要がまだある。この質問に対する厳密な解は、解析的に得ることは難しい場合があるが、幸運なことに、実際に許容可能なこれら分散の近似を書くことは容易である。例えば、ｘｏｍおよびｙｏｍが平均
【０１２２】
【数３４】
2012514179.tif 000036
【０１２３】
を有し、分散
【０１２４】
【数３５】
2012514179.tif 000037
【０１２５】
を有する確率変数であると仮定する。そうすると、ｙｏｍの分散は、行列
【０１２６】
【数３６】
2012514179.tif 000038
【０１２７】
の（２，２）要素として得られる。
【０１２８】
ミサイルの航路を追跡する際の誤差φｍの分散が
【０１２９】
【数３７】
2012514179.tif 000039
【０１３０】
を有する場合、
【０１３１】
【数３８】
2012514179.tif 000040
【０１３２】
の分散はおおよそ
【０１３３】
【数３９】
2012514179.tif 000041
【０１３４】
である。
【０１３５】
この関係は、ミサイルの全速度を追跡する際の誤差を考慮していない。デコイクラウドの拡散の効果を調べたく、発射方向でのランダムな摂動としてモデリングする場合、ｙｅｏｆの分散は、
【０１３６】
【数４０】
2012514179.tif 000042
【０１３７】
として近似することができる。
【０１３８】
これらの推定は数値テストに使用され、結果は良好であった。一般に、（６．１１）において生じる項を評価するには、より複雑な関係が必要であり得る。
【０１３９】
ここで、デコイが発射され、固定された瞬間ｔｄにおいて、展開が成功したか否か、すなわち、ミサイルがデコイにロックオンしたか否かを判断する必要があると仮定する。能動ミサイルの場合、基本的に、この機能を実行する２つの方法がある（［１］参照）。第１の方法は、能動ミサイルおよび受動ミサイルに対して同様に適用され、攻撃ミサイルの最接近点を計算することに基づく。攻撃ミサイルが戦艦にロックオンしているか否かを評価する第２の方法は、ＥＳＭシステム指標を使用して、ミサイルが戦艦を追跡するために使用するレーダ信号を測定することに基づく。第２の方法は、ミサイルが、見掛けの最接近点がかなり遠く離れて見え得るように、ドッグレッグ機動を実行する場合にも機能するため、より信頼性が高いとみなされる。しかし、上述したように、第１の方法はより広く適用可能であり、［１］において報告されるように、いずれの方法も考えられるすべての状況で他方を出し抜くことはない。
【０１４０】
本項では、随伴方法をどのように使用して、最接近点に基づいてデコイの発射の成功を評価する第１の方法を改良できるかを示す。概念は、随伴方法を使用して、ミサイルがデコイにロックオンした場合およびミサイルが戦艦にロックオンした場合の両方での最接近点を推定することである。追跡データに基づいて計算された位置とこれら推定とを比較し、随伴方法を使用して等しく特定できるこれら推定の分散を考慮に入れることにより、ミサイルが実際にデコイにロックオンしたか否かを判断することが可能である。
【０１４１】
ミサイルがデコイにロックオンした場合での線形化されたモデルは、方程式（６．１）以下として前項において紹介した。ミサイルが戦艦にロックオンした場合の線形化されたモデルは、（６．１）と同じ形式を有するとともに、
【０１４２】
【数４１】
2012514179.tif 000043
【０１４３】
および
【０１４４】
【数４２】
2012514179.tif 000044
【０１４５】
であり、式中、
【０１４６】
【数４３】
2012514179.tif 000045
【０１４７】
であり、初期状態は
【０１４８】
【数４４】
2012514179.tif 000046
【０１４９】
である。
【０１５０】
【数４５】
2012514179.tif 000047
【０１５１】
として書くことができる、時間ｔｄでの、（５．１３）において導入されるゼロエフォートミス距離の値に興味がある。明らかに、線形モデルは、Ｄが全くのゼロではない状態の形式（２．１）を有する。命題２．１を適用するために、随伴応答を、初期値問題の解として定義する。
【０１５２】
【数４６】
2012514179.tif 000048
【０１５３】
初期状態は、
【０１５４】
【数４７】
2012514179.tif 000049
【０１５５】
である。
【０１５６】
【数４８】
2012514179.tif 000050
【０１５７】
を有する。
【０１５８】
戦艦の速度は確率変数ではないため、線形モデルでのＤ項の存在は、ゼロエフォートミス距離の分散の式に対して何の影響も有さない。命題２．２によれば、
【０１５９】
【数４９】
2012514179.tif 000051
【０１６０】
である。
【０１６１】
同様にして、随伴方法を適用して、ミサイルがデコイにロックオンした場合の時間ｔｄでのゼロエフォートミス距離を推定することができる。
【０１６２】
ｚｓおよびσｓにより、デコイの発射が成功し、ミサイルがデコイにロックオンされたと仮定するミス距離の平均および分散を示し、ｚｆおよびσｆにより、デコイの発射が、ミサイルを戦艦から引き離すことに失敗したと仮定するミス距離の平均および分散を示す。
【０１６３】
時間ｔｄでのゼロエフォートミス距離の値は、追跡データに基づいて計算することもでき、この値は
【０１６４】
【数５０】
2012514179.tif 000052
【０１６５】
で示される。
【０１６６】
【数５１】
2012514179.tif 000053
【０１６７】
が、
【０１６８】
【数５２】
2012514179.tif 000054
【０１６９】
の計算に関わる測定データの精度に基づいて評価できる分散σｍを有する「真の」（真の地理的データに基づく）ＺＥＭＤであるｚ１の周囲に正規分布すると仮定する。
【０１７０】
統計的仮説テストの理論を使用して、
【０１７１】
【数５３】
2012514179.tif 000055
【０１７２】
の場合、最良の判断は、ミサイルがデコイにロックオンされることであり、この条件が満たされない場合、最良の判断は、ミサイルが戦艦にロックオンされることであるような最適な間隔Ｚλ（ｚｓ，ｚｆ，σｓ，σｆ，σｍ）を提供することができる。最適な間隔Ｚλは、ネイマン−ピアソン補助定理から得ることができる。便宜上、ここで、以下に使用する統計的仮説テストの主な表記および結果についてまとめる。
【０１７３】
まず最初に、帰無仮説Ｈ０を「ミサイルがデコイにロックオンされる」とし、対立仮説Ｈ１を「ミサイルが戦艦にロックオンされる」とする。この場合、Ｉ型確率、すなわち偽陽性の確率は、仮説Ｈ１が受け入れられたが、それに反してＨ０が真であることである。
【０１７４】
【数５４】
2012514179.tif 000056
【０１７５】
ＩＩ型確率、すなわちミスの確率は、仮説Ｈ０が受け入れられたが、それに反してＨ１が真であることである。
【０１７６】
【数５５】
2012514179.tif 000057
【０１７７】
このテストの力は、
【０１７８】
【数５６】
2012514179.tif 000058
【０１７９】
として定義される。
【０１８０】
問題は、テストの力を最大化するか、または偽陽性の確率が所与の値αをとるようにミスの確率を最小に抑える判断間隔Ｚλの決定である。以下の従来の結果を使用して、最適な閾値を決定することができる。
【０１８１】
ネイマン−ピアソン補助定理：所与の偽陽性確率αを受けるミスの確率を最小に抑える最適な決定は、尤度比に基づいて以下の基準により得られる。
【０１８２】
【数５７】
2012514179.tif 000059
【０１８３】
式中、Ｚは観測値を表し、Λ０は、
【０１８４】
【数５８】
2012514179.tif 000060
【０１８５】
を満たす。
【０１８６】
本願では、観測値は計算されたＺＥＭＤ
【０１８７】
【数５９】
2012514179.tif 000061
【０１８８】
で表される。すべての予測誤差が正規分布すると仮定すると、前に導入した表記を使用して、
【０１８９】
【数６０】
2012514179.tif 000062
【０１９０】
および
【０１９１】
【数６１】
2012514179.tif 000063
【０１９２】
を有し、したがって、尤度比は、
【０１９３】
【数６２】
2012514179.tif 000064
【０１９４】
である。
【０１９５】
いくつかの簡単な処理後、条件Λ（Ｈ１｜Ｈ０）＞Λ０は、
【０１９６】
【数６３】
2012514179.tif 000065
【０１９７】
に等しい。
【０１９８】
この条件が満たされる確率は、Ｈ０が真である場合の
【０１９９】
【数６４】
2012514179.tif 000066
【０２００】
の条件付き分布についての仮定を使用して評価することができる。ネイマン−ピアソン補助定理によれば、この確率はαに等しくなる必要があり、Λ０は、この条件を使用して計算することができる。
【０２０１】
解は、σｆ＝σｓ＝σである場合に特に単純である。この場合、前の条件は、
【０２０２】
【数６５】
2012514179.tif 000067
【０２０３】
に等しい。
【０２０４】
デコイへのロックオン成功は、ミサイルが戦艦にロックオンされる場合よりも大きなＺＥＭＤに繋がると予想されるため、物理的に最も可能性の高い場合であるｚｓ＞ｚｆであると仮定する。そうすると、前の関係は、
【０２０５】
【数６６】
2012514179.tif 000068
【０２０６】
に等しい。
【０２０７】
ここで、
【０２０８】
【数６７】
2012514179.tif 000069
【０２０９】
の条件付き分布を使用してネイマン−ピアソン補助定理での条件付き確率を評価することができる。
【０２１０】
【数６８】
2012514179.tif 000070
【０２１１】
を有し、式中、ＮｏｒｍＣＤＦは、標準正規の法則の累積分布関数を表す。
【０２１２】
【数６９】
2012514179.tif 000071
【０２１３】
ネイマン−ピアソン補助定理から、式（７．１９）を偽陽性率αと等しいとみなすことにより、Λ０の値を容易に得ることができる。
【０２１４】
【数７０】
2012514179.tif 000072
【０２１５】
が得られる。
【０２１６】
この式を（７．１８）に導入すると、仮説Ｈ１を受け入れる最適な判断基準が、
【０２１７】
【数７１】
2012514179.tif 000073
【０２１８】
であると推測される。
【０２１９】
この基準の力は、Ｈ１が真の場合にこの条件が満たされる確率を評価することにより得ることができる。
【０２２０】
【数７２】
2012514179.tif 000074
【０２２１】
の条件付き分布を考えると、
【０２２２】
【数７３】
2012514179.tif 000075
【０２２３】
であると結論付けられる。
【０２２４】
σｆ≠σｓである一般的な場合、最適決定基準に閉形式の式を得ることは不可能である。しかし、条件付きの平均および分散を使用して、決定を実行する数値アルゴリズムを提案することが可能である。σｆ＞σｓの場合で、このアルゴリズムを説明する。表記：
【０２２５】
【数７４】
2012514179.tif 000076
【０２２６】
を使用して、関係（７．１６）を
【０２２７】
【数７５】
2012514179.tif 000077
【０２２８】
として書き換えることができることが容易に分かる。
【０２２９】
ネイマン−ピアソン補助定理の条件を満たすΛ０を決定する問題は、
【０２３０】
【数７６】
2012514179.tif 000078
【０２３１】
であるように、Ｃを見つける問題に変えられる。
【０２３２】
この値のＣを使用して、ゼロエフォートミス距離
【０２３３】
【数７７】
2012514179.tif 000079
【０２３４】
の推定が（７．２７）を満たす場合、Ｈ１が受け入れられ、その他の場合、Ｈ０が受け入れられる。さらに、
【０２３５】
【数７８】
2012514179.tif 000080
【０２３６】
を導入すると、二次方程式
【０２３７】
【数７９】
2012514179.tif 000081
【０２３８】
の２つの解は、
【０２３９】
【数８０】
2012514179.tif 000082
【０２４０】
である。
【０２４１】
これらの２つの解が判断間隔Ｚλの限界であることに留意する。関係（７．２８）は、
【０２４２】
【数８１】
2012514179.tif 000083
【０２４３】
に等しく、または
【０２４４】
【数８２】
2012514179.tif 000084
【０２４５】
に等しい。
【０２４６】
この式は、
【０２４７】
【数８３】
2012514179.tif 000085
【０２４８】
での非線形式を解くことに変えられる。
【０２４９】
【数８４】
2012514179.tif 000086
【０２５０】
式中、
【０２５１】
【数８５】
2012514179.tif 000087
【０２５２】
は既知のパラメータである。この式は、左辺にある関数がｘの狭義単調減少関数であり、ｘ＝０の場合に１の値をとり、ｘ→∞の場合に０に収束するため、間隔（０，１）内のあらゆる値のＡおよびαに対して一意の正の解を有する。さらに、解の上限および下限は容易に見つけられる。例えば、Ａ＞０の場合、
【０２５３】
【数８６】
2012514179.tif 000088
【０２５４】
であることが容易にわかる。但し、各ｘ＞０である。ここで、
【０２５５】
【数８７】
2012514179.tif 000089
【０２５６】
とする。
【０２５７】
ｘ１およびｘ２が両方とも正であると仮定する。この仮定は小さな値のαの場合に一般に真である。αが偽陽性率であり、通常、非常に小さく選択されることを想起する。不等式（７．３６）を使用して、ｘ＝ｘ１の場合、（７．３５）の左辺がαよりも大きくなり、ｘ＝ｘ２の場合、αよりも小さくなることが明らかになる。単調性により、（７．３５）の解が間隔（ｘ１，ｘ２）内にあることが保証される。二分法を使用して、解を容易に特定できる。これは、式（７．３４）の解Ｃ’を提供し、この解Ｃ’を使用して、（７．３０）からＣを特定することができ、次に、このＣを使用して、関係（７．２７）により、対艦ミサイルが船にロックオンしたか、それともデコイにロックオンしたかを判断する判断基準がチェックされる。さらに、基準の力
【０２５８】
【数８８】
2012514179.tif 000090
【０２５９】
は、
【０２６０】
【数８９】
2012514179.tif 000091
【０２６１】
として計算することができ、式中、
【０２６２】
【数９０】
2012514179.tif 000092
【０２６３】
は（７．３２）により与えられる。
【０２６４】
【表１】
2012514179.tif 000093
【０２６５】
したがって、随伴アルゴリズムを使用する予測は、二重で適用し得る。第１に、発射前に、予測を使用して、展開を最適化し得る。第２に、発射後、予測を使用して、展開の成功について評価し得る。後者は、２つの仮説：ミサイルがデコイにロックオンされる、すなわち展開が成功した仮説およびミサイルが戦艦にロックオンされる、すなわち、展開が失敗した仮説の下で最接近点の観測値と予測とを比較することにより実現し得る。随伴方法において過度の計算作業なしで測定および推定不確実性を考慮できることは、特に成功評価の際に有利である。
【０２６６】
誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱する方法は、ＦＰＧＡおよび／またはＡＳＩＣ構成要素等の専用ハードウェア構造を使用して実行することができる。その他の場合、この方法は、少なくとも部分的に、コンピュータシステムのプロセッサに、本発明による方法の上述したステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品を使用して実行することもできる。すべてのステップは、原理上、単一のプロセッサで実行することができる。しかし、少なくとも１つのステップ、例えば、敵のミサイルを識別するステップおよび／またはミサイルを識別するステップを別個のプロセッサで実行することもできることに留意する。
【０２６７】
図４は、本発明による方法の実施形態のフローチャートを示す。方法は、誘導攪乱展開を適用して、マザープラットフォームに向かって飛来するミサイルを攪乱するために使用される。この方法は、対応する特定のデコイ発射パラメータセットに関連付けられたいくつかのミス距離を予測するステップ（１００）と、最適な予測ミス距離を有するデコイパラメータセットを選択するステップ（１１０）と、選択されたデコイパラメータセットを、デコイを発射する発射ユニットに送信するステップ（１２０）とを含む。予測するステップ（１００）は、随伴アルゴリズムの使用を含む。
【０２６８】
本発明の上述した実施形態が単なる例示であり、本発明の範囲から逸脱せずに、他の実施形態も可能なことが理解されよう。多くの変形が可能なことが理解されよう。
【０２６９】
本発明による誘導攪乱展開システムには、単一の発射システムまたは複数の発射システムを設け得る。さらに、本発明による誘導攪乱展開システムにより、マザープラットフォームに向けられた単一のミサイルまたは複数のミサイルに対応することができる。
【０２７０】
上述した実施形態では、本発明による方法は、対艦ミサイルの脅威に対抗する際に適用されるが、この方法は、飛行機または地上車両を狙ったミサイル等の他のマザープラットフォームに向けられたミサイルに対応する場合に適用することもできる。
【０２７１】
そのような変形は当業者にとって自明であり、以下の特許請求の範囲において策定される本発明の範囲内にあるものとみなされる。
【図１】
2012514179.tif 000094
【図２】
2012514179.tif 000095
【図３】
2012514179.tif 000096
【図４】
2012514179.tif 000097
【国際調査報告】
2012514179.tif 000098
2012514179.tif 000099
2012514179.tif 000100