Lentolaitteen tutkapoikkipinta-alasta riippuva lentoreitin uhkamalli

Esitys aiheesta: "Lentolaitteen tutkapoikkipinta-alasta riippuva lentoreitin uhkamalli"— Esityksen transkriptio:

1 Lentolaitteen tutkapoikkipinta-alasta riippuva lentoreitin uhkamalli
Markus Sallila ( ) Ohjaaja ja valvoja: prof. Kai Virtanen

2 Tausta 1/5 Vastustajan maasta-ilmaan asejärjestelmät tuottavat uhan lentolaitteille Tarve arvioida annetulle reitille kohdistunut kokonaisuhka Esim. vaihtoehtoisten reittien vertailu ja reitin optimointi Asejärjestelmä koostuu maassa olevasta tutkasta ja ohjuksista – ohjuksen laukaiseminen vaatii, että Tutkalla on oltava seuranta kohteesta Seurannan muodostamiseksi kohteesta on saatava havaintoja Kuvassa isot pallot edustavat tutkien kantamaa, pienet asejärjestelmien ja viiva lentoreittiä

3 Tausta 2/5 ”Ei-havaintoa - Havainto - Seuranta - Ohjuksen laukaisu - Osuma/Ei-osuma” –ketjua kuvattu viisitilaisena Markov- ketjuna [1][3] Kuvissa Markov-ketjut tutkien kantaman ulkopuolella, sekä tutkien ja asejärjestelmien kantamalla Siirtymätodennäköisyydet vakioita tai riippuvat tutkan ja lentolaitteen etäisyydestä [1][3]

4 Tausta 3/5 aikariippuvien tilojen todennäköisyysjakauman avulla muodostetaan uhka-arvio annetulle reitille

5 Tausta 4/5 Markov-ketjussa ei ole otettu huomioon sitä, että tutkan havaintotodennäköisyys riippuu voimakkaasti tutkan ja kohteen etäisyyden lisäksi lentolaitteen ns. tutkapoikkipinta-alasta (radar cross section (RCS)), joka taas riippuu kohteen asennosta Seuranta tietyllä ajanhetkellä riippuu edellisten ajanhetkien havaintotodennäköisyyksistä

6 Tausta 5/5 On olemassa reittioptimointimalleja, joissa minimoidaan reitin yli kumulatiivista lentolaitteen asennosta riippuvaa havaintotodennäköisyyttä [4][5] Ei oteta huomioon ”Ei-havaintoa - Havainto - Seuranta - Ohjuksen laukaisu - Osuma/Ei-osuma” –ketjua => Ei kuvata realistisesti reittiin kohdistuvaa kokonaisuhkaa

7 Tavoitteet Laajennetaan olemassa oleva Markov-ketju ottamaan huomioon tutkan havaintotodennäköisyyden riippuvuus tutkapoikkipinta- alasta ja edelleen lentolaitteen asennosta Tietyt siirtymätodennäköisyydet ”lambda” formuloidaan riippumaan lentolaitteen asentoriippuvasta tutkapoikkipinta-alasta Tietyn ajanhetken Lambda ”ei-havainto => havainto” riippuu ko. hetken havaintotodennäköisyydestä Tietyn ajanhetken Lambda ”havainto => seuranta” riippuu edellisten hetkien havaintotodennäköisyyksistä Tutkitaan simuloimalla lentolaitteen asentoriippuvuuden huomioon ottamisen vaikutusta lentoreittien uhka-arvioihin Vertaillaan alkuperäisen ja laajennetun Markov-ketjun tuottamia uhka- arvioita erilaisille annetuille lentoreiteille Työn rajaus: Ei reittien optimointitarkastelua, tai tarkempaa ohjuksen osumisen tutkintaa, kuten lentolaitteen saavuttamiseen sopiva sijainti ohjuksen laukaisemisen kannalta (launch acceptability area (LAR))

8 Työkalut Matlabilla toteuteaan
Alkuperäinen Markov-ketju Laajennettu Markov-ketju Lentoreitin määrittely Tutkien ja ohjusten sijainnin määrittely Matlabilla tuotetaan alkuperäisellä ja laajennetulla Markov-ketjulla uhka-arvioita = Markov-ketjun tilojen aikariippuvia todennäköisyysjakaumia Jakaumien perustella ketjujen toiminnan arivointi

9 Tietolähteet [1] Tina Erlandsson : A Combat Survivability for Evaluating Air Mission Routes in Future Decision Support Systems, Örebro Studies in Technology 59, 2014 [2] Tina Erlandsson, Lars Niklasson: An air-to-ground combat survivability, ”Journal of Defence Modeling and Simulation: Applications, Methodology, Technology”, [3] Tina Erlandsson, Lars Niklasson: Automatic evaluation of air mission routes with respect to combat survival, Information Fusion, vol. 20, 2014, [4] Michael Zabarankin, Stan Uryasev, Robert Murphey: Aircraft Routing under the Risk of Detection, Naval Research Logistics, vol. 53, 2006 [5] Pierre, T. Kabamba, Semyon M. Meerkov, Frederik H. Zeitz III: Optimal Path Planning for Unmanned Combat Aerial Vehicles to Defeat Radar Tracking, ”Journal of Guidance, Control, and Dynamics”, vol. 29, No 2, March-April 2006

10 Aikataulu Aihe 2/15 Aihe-esittely 4/15
Markov-ketjujen toteuttaminen, testaaminen ja niiden tuottamien uhka-arvioiden vertaileminen 4/15 – 8/15 Kirjoittaminen 4/15 – 9/15 Valmiin työn esittely seminaarissa kesän jälkeen