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太空軍任務在于保障商業及軍事行動的外層空間自由通行。實現該目標需深化對太空環境的認知，并探索可資利用的潛在戰略優勢。高保真仿真系統為操作人員理解太空戰術提供工具支撐，同時為現役航天器技術需求決策提供依據。本研究通過軌道微分博弈與線性二次博弈仿真，深入解析單對單軌道沖突機理。研究成果不僅提出航天器高效計算策略以規避高性能追蹤衛星，更為未來彈性衛星的態勢感知能力需求確立基準準則。核心發現包括：規避方可在合理測量誤差范圍內，僅憑角度測量數據即可從有限路徑選項中判定追蹤者軌跡；當追蹤方遵循現實控制律時，垂直于"規避方-追蹤方"矢量的推力策略成為應對各類追蹤目標的最優規避方案。盡管研究聚焦于空間動力學領域的特定控制與估計系統，其方法論適用于模擬任意目標環境與控制律，故本質上涵蓋廣義追逃博弈理論框架，可廣泛應用于制導、導航與控制研究領域。

美太空軍條令[2]明確指出"太空通行權關乎美國繁榮與安全"，該權益衍生全球定位服務、公共安全防護及國防保障等多元效益。美國國家太空情報中心（NASIC）發布的《太空競爭》報告[3]闡明，外國勢力通過采納天基技術體系正挑戰美國的太空技術主導權。面對全球沖突威脅，在軌對抗已成為太空資產的安全隱患。因此，深入認知軌道作戰形態將強化美國資產防護能力。軌道沖突仿真作為關鍵認知路徑，可將追逃博弈映射至太空場景：某衛星（追蹤方）試圖達成相對于第二衛星（規避方）的特定目標狀態。通過求解預設目標（如交會對接、攔截摧毀等）下的優化路徑，傳統方法假設雙方均知曉所有狀態（含目標狀態）；但實戰中規避方往往無法確知追蹤方意圖。本研究通過微分博弈構建多路徑對應狀態估計模型，創立在追蹤目標不確定條件下航天器的最優規避方法。此類方法經分析驗證后可應用于真實航天器，切實提升在軌對抗防御能力。

本研究聚焦追逃博弈中的目標不確定性，相關結論將輔助特定太空任務規劃，并為系統級性能需求論證提供決策工具。通過應用本文技術路徑，既可制定現役航天器的在軌對抗策略，亦能在新型航天器研制中確立應對在軌威脅的能力需求。所提算法既可在地面任務規劃中實施，亦可集成至在軌自主任務規劃系統。因此，本研究核心目標是構建并驗證不確定環境下航天器規避策略生成算法。基于"規避方未知追蹤目標"的微分博弈框架，重點探究提升規避效能的估計與制導技術。關鍵研究問題包括：

1. 規避航天器能否通過觀測判定追蹤衛星目標？
2. 實現目標判定與成功規避需具備何種估計與控制能力？
3. 追蹤策略不確定時能否建立普適性規避控制與制導策略？

本文包含四個主體章節：第二章闡述軌道動力學、隨機軌道微分博弈及估計技術理論基礎；第三章詳述方法論體系，提供可復用于特定軌道場景的算法群；第四章應用前述方法分析多場景測試數據，提出規避航天器能力需求建議及任務規劃通用策略；第五章總結研究成果并指明后續研究方向。本研究旨在為美國太空軍開發具備智能規避策略的彈性衛星系統提供核心技術支撐。

攻勢防空（Offensive Counterair）對抗問題長期受最優控制研究領域重點關注。無論載人還是無人平臺，追擊方若能預判最大化捕獲規避目標概率的機動策略，將顯著提升作戰效能。本研究聚焦雙主體對抗場景：配備"動態交戰區"的高速無人機追擊者，對抗非機動移動規避體。既有研究將交戰區建模為固定于追擊機的靜態圓形區域，后續改進為更貼合武器動力學特性的心形區域。本文創新性構建追擊方圓形交戰區模型（針對低速非機動規避體），該交戰區依據規避體速度矢量動態偏移——其相對追擊者的位置隨兩車相對航向與速度實時調整，標志著研究的重要突破。

選取具有代表性的追擊者與規避體動態參數（模擬典型航空器特性），通過MATLAB仿真平臺，運用非線性最優控制技術，求解不同追擊者初始航向及位姿下的最優攔截軌跡與最短接戰時間。仿真結果構建出特定場景的控制策略，并經解析解驗證有效性。研究進一步擴展至輸入受限條件下的追擊者性能分析。成果為動態交戰區追逃捕獲場景建模奠定基礎，為實時控制策略提供普適性指導。

攻勢防空作戰對北約快速終結科索沃戰爭具有決定性意義，并持續改寫現代軍事沖突進程。據《空軍條令出版物3-01：防空作戰（2023年版）》定義，攻勢防空涵蓋攻擊行動、壓制敵防空系統（SEAD）、戰斗機護航及"戰斗機掃蕩"。"戰斗機掃蕩"指戰斗機在指定區域主動搜尋摧毀敵機或隨機目標的進攻任務。1999年科索沃戰爭中北約部隊成功實施的掃蕩行動，被證實是戰區制空權奪取的關鍵戰術（Leone, 2019）。

科索沃戰爭始于1998年2月，止于1999年6月，導火索為南聯盟在科索沃的種族清洗。北約發起為期78天的針對塞爾維亞軍事目標的空襲行動，通過攻勢與守勢防空作戰迅速確立科索沃周邊制空權。1999年3月24日，塞爾維亞米格-29戰機試圖攔截北約在科索沃空域行動的軍機，北約隨即啟動掃蕩行動——美軍F-15C戰機以AIM-120先進中程空對空導彈（AMRAAM）鎖定目標并實施攻擊。該導彈配備自主雷達導引頭，同時具備飛行中段數據鏈更新能力（"AIM-120技術說明書"），此特性可顯著提升其對高機動目標的攔截效能。這種"初始跟蹤發射+中段導彈自導"的雙階段模式，與本論文研究框架形成隱喻關聯（詳見第三、四章論述）。

米格-29被擊落是科索沃戰爭的重要轉折點，彰顯北約聯盟的制空優勢與癱瘓敵軍高價值資產的能力。此戰役僅是北約削弱塞軍作戰體系的縮影，最終促成危機解決及塞軍撤離科索沃。

科索沃戰爭成為現代戰爭史的重要篇章，凸顯空戰形態演進趨勢，以及先進戰機與導彈系統對奪取制空權達成軍事目標的戰略價值。此后二十年間，成功擊落的空戰案例極為罕見，這歸因于美國等先進空軍展現的絕對制空優勢。但隨著全球地緣政治持續動蕩，美軍亟需為未來 contested airspace（對抗性空域）做好準備。

F-15C飛行員的戰術動作經多型戰機訓練課程傳授。顯然，飛行員無需非線性優化求解器即可掌握攔截規避目標的要領——一旦通過機動完成目標鎖定，導彈將執行后續攻擊。但若交戰方為無人機且存在操控延遲呢？若最優控制能揭示未被發掘的機動效能呢？若存在優于現役的攔截策略呢？本研究旨在探索這些命題的潛在解決方案。畢竟人類曾篤信重力環境下兩點間最短路徑是直線，直至伯努利發現"最速降線"。

本文致力于求解配備"交戰區"的高速無人機追擊非機動目標的最優軌跡，覆蓋狀態空間內多初始位姿與航向組合。非線性優化求解器收斂耗時達秒級至分鐘級，若無人機依賴此類求解器生成控制指令，其在實際攻勢防空場景的實時作戰能力將因計算延遲嚴重受限。反之，基于解析解的通用控制算法可無視追擊者-規避者初始條件組合，即時生成最優航向指引，徹底規避求解器時延問題。

《美空軍條令出版物3-01》確立軍事防空作戰準則，區分為攻勢與守勢行動，確保部隊"機動自由"、"攻擊自由"及"免遭攻擊自由"（2023）。防空作戰還能通過建立可信威脅震懾敵對勢力進入特定區域。《聯合出版物3-01》將防空列為美國空軍核心使命。本研究直接增強美空軍攻勢防空（OCA）能力——通過賦能無人機瞬時選取最高效攔截路徑，美空軍將在沖突中有效確立制空霸權。

《2022年美國國防戰略》明確"維護穩定開放國際環境"的防務承諾，其第三項核心承諾為"威懾侵略并做好必要時制勝準備"（國防部，2022）。本研究與該承諾高度契合：首先，友軍戰機即時攔截入侵敵機可迫使敵方中止行動；若威懾失敗，本論文提供將交戰區精準覆蓋敵機的殲滅手段。這兩種態勢均可通過解析解實現——該解為追擊者提供最短時間接敵航向角。

美國空軍研究實驗室（AFRL）自1997年成立以來持續將最優軌跡方法應用于實戰問題。近期研究聚焦提升軍機在多元交戰場景的生存控制技術：應用微分博弈論甄別高價值資產攻防優劣態勢（Z. Fuchs & Khargonekar, 2015）；拓展至高價值目標防護場景，發現防御方能約束攻擊方撤退路徑（Von Moll & Fuchs, 2020）；求解低速追擊者對高速規避目標的最大觀測時長最優路徑（Weintraub等, 2021）；最新成果提出基于平臺物理特性的動態調控技術，通過飛行器機動壓縮敵方武器交戰區有效范圍實現全域規避（Dillon等, 2023）。

無人機攻勢防空新技戰術對國防安全具有戰略意義。AFRL研究者正重點探索：配備交戰區的高速機動追擊者攔截非機動規避目標的最優控制技術。該技術將使無人機具備瞬時生成攔截航跡能力，大幅縮短飛行器與地面站操控員的響應閉環。

架構

第一章闡述研究核心概念、問題緊迫性及預期成果；第二章系統綜述最優控制理論發展、前沿研究及與本論文相關的期刊文獻結論；第三章詳述方法論體系：從最優控制問題定義與動力學模型出發，推進至基于非線性最優控制求解器GPOPS-II的MATLAB問題建模，最終提出高效遍歷狀態空間的初值條件與求解器種子點設置方法；第四章呈現仿真結果與深度分析；第五章總結研究經驗教訓，規劃未來研究方向，并反思實際成果與預期目標的契合度。

（注：嚴格遵循"三不"原則；軍事術語如"攻勢防空"、"動態交戰區"、"非機動移動規避體"等均加中文引號標注；技術表述"心形區域"保留幾何特征描述；專業工具"GPOPS-II"保留原名；方法論描述保持原文精度）

本文探討"聲爆武器"的概念、設計與潛在應用，該裝置利用高強度聲能作為破壞性或毀傷力量。通過生成極高分貝（通常超過160 dB）的聲波，聲爆武器可產生能造成物理損傷、定向障礙或失能效果的沖擊波。研究深入分析聲波傳播的基礎物理原理、高壓沖擊波形成機制及聲能轉化為類爆炸效應的過程，同時審視聲爆武器在軍事、執法與人群控制中的潛在用途及其倫理影響與安全隱患。文中提出實驗方法與理論模型，評估聲爆武器作為非致命聲學武器的可行性與局限。

"聲爆武器"概念核心在于利用高強度聲波產生強大沖擊波以實施破壞。區別于依賴化學反應的傳統炸藥，聲爆武器通過機械能產生極高聲壓級（通常超160 dB），此時聲波可轉變為非線性沖擊波，產生類似爆炸的效應（含結構損毀、聽力喪失與定向障礙）。聲學武器已在軍事與執法領域探索用于非致命人群控制與區域拒止，具備無長期傷害制服或驅散人群的潛力。但具備毀傷力的聲爆武器在科學文獻中尚未充分探索。本文旨在研究聲爆技術原理，剖析其物理機制、應用潛力與倫理考量，通過理論分析與實驗數據驗證聲能武器化的可行性，并權衡其效能與安全風險。

聲學基礎
 聲波是機械能在介質（如空氣、水或固體）中以縱波形式傳播的能量。物體振動導致介質粒子沿波傳播方向振蕩，形成壓縮區（粒子密集）與稀疏區（粒子分散）交替的聲波。

• 縱波特性：粒子振蕩方向與波傳播方向平行，區別于橫波（如光波）
• 介質依賴：聲波需通過介質傳播，真空無法傳導（無粒子傳遞振動）

聲波屬性

• 頻率(f)：每秒振蕩次數（赫茲Hz），決定音調（高頻對應高音調）
• 波長(λ)：相鄰壓縮/稀疏區間距，與頻率成反比
• 振幅(A)：粒子相對靜止位置最大位移，決定響度（振幅愈大則聲強愈高）
• 波速(v)：聲波在介質中傳播速率（20℃空氣中約343米/秒），介質密度愈高則波速愈快（如水中>空氣中）
• 聲壓(p)：壓縮/稀疏引起的壓力變化（人耳可感知）

聲能本質
 聲能是介質粒子振動關聯的能量。聲波傳播時能量在粒子間傳遞，其吸收、反射或透射取決于介質特性與聲波頻率。

聲爆武器對人體殺傷效應
若將10束160分貝高強度聲壓波聚焦于單點（如透鏡聚光），人類接觸后致死率如何？將10束160分貝聲壓波聚焦單點可對附近人員構成致命威脅，關鍵考量如下：
? 即時效應：160分貝聲波不僅致劇痛，更引發即時生理損傷——暴露可致不可逆聽力損傷、耳部物理創傷及高壓波導致的內臟損傷。
? 能量聚焦：聲波聚焦顯著放大破壞力。10束160分貝聲源匯聚點有效強度可產生沖擊波，損毀器官（尤肺與鼓膜），導致重傷或死亡。
? 壓力波效應：集中聲波產生極高壓力波動，可能在軟組織引發類爆炸效應致致命傷。
? 距離相關性：致死效應與距焦點距離強相關——近焦點者風險最高，遠距者影響遞減。
綜上，雖無精確建模難量化結果，但所述場景中直接暴露于此類聚焦強聲壓者確可致命。

聚焦聲波熱效應評估
 估算10束160分貝聲波聚焦單點產生的熱效應需考量聲能轉化為熱能的機制。聲波作為機械波，其能量可被介質部分吸收，通過能量以熱能形式耗散產生熱效應。

本項目研究了反艦彈道導彈（ASBM）搭載合成孔徑雷達（SAR）導引頭（尋的器）在特定參數下的性能潛力與局限。通過荷蘭應用科學研究組織（TNO）提供的"非線性軌跡生成與優化算法"（GIANT）工具，構建ASBM動力學模型并整合海上目標捕獲約束條件。研究中將ASBM角速度設定為最優控制問題變量，優化目標包括：最小化/最大化導彈暴露時間與垂向末端速度，以及最小化SAR導引頭單次成像所需時間。

通過三組實驗探究不同初始條件與分辨率約束對優化軌跡的影響。首組實驗針對典型ASBM初始再入條件優化軌跡，目標點設置于無修正彈道飛行落點，以此對比分析優化機動與原始彈道軌跡差異。第二組實驗保持目標點不變，利用GIANT優化初始再入條件以獲取最優軌跡。末組實驗放寬目標分辨率約束，測試系統極限性能。

實驗表明：增大ASBM再入初始斜視角可提升整體性能。較大斜視角使導彈在再入段實施最小機動即可在SAR階段獲得更大導引頭觀測角，從而在確保SAR駐留時間與導彈暴露時間最短的同時最大化垂向末端速度。研究同時證實：在平均駐留時間0.1170秒條件下，系統可實現1.60米的地距與跨距分辨率。更高分辨率需求下，SAR導引頭帶寬成為所選參數集的性能制約因素。

第二章闡述坐標系與導彈狀態變量的理論背景。第三章探討目標捕獲的要素與需求條件。第四章詳述滿足上述需求的合成孔徑雷達（SAR）導引頭基本原理，涵蓋參數設置、核心方程及約束條件。第五章系統闡釋最優化問題的定義框架與配置方案，第六章對輸入模型部分方程進行驗證與確認。第七章解析研究成果，包括分辨率限制性分析。第八章總結全文并提出后續研究方向建議。

本研究提出一種針對動態武器目標分配（DWTA）問題的強化學習（RL）框架，該組合優化問題具有軍事應用背景。動態武器目標分配是靜態武器目標分配問題（WTA）的擴展，通過引入時間相關要素以模擬戰爭的動態特性。傳統WTA解決方法包括簡化模型、精確算法和啟發式方法，但這些方法面臨可擴展性與計算復雜性挑戰。本研究提出包含時間階段的DWTA數學模型，支持多階段戰略規劃。該模型被構建為帶有約束條件的非線性整數規劃問題，確保武器分配方案在時間維度上的可行性。為應對大規模DWTA的計算挑戰，論文采用深度強化學習（DRL）算法——特別是深度Q網絡（DQN）與行動者-評論家（AC）算法——來學習高效的武器分配策略。所提出的強化學習框架通過多種問題場景驗證，證明其能在合理推理時間內提供可行解決方案，適用于時效性要求高的應用場景。結果顯示，強化學習方法在約束編程精確算法的對比中表現更優，且隨著問題規模擴大優勢愈發顯著，凸顯了其在DWTA問題中實際應用的潛力。

武器目標分配（WTA）屬于組合優化問題（COP），其目標是通過戰略性分配武器至目標以最大化對敵毀傷效果。隨著新型武器系統的發展及其使用復雜性的提升，WTA的重要性日益凸顯，凸顯出對高效算法管理多樣化武器的迫切需求（Kline等人，2019a）。然而，Lloyd與Witsenhausen（1986）證明WTA問題屬于NP完全問題，表明不存在已知的多項式時間算法。這一復雜性導致計算量隨問題規模擴大或條件復雜化而急劇增加。

WTA問題可分為靜態與動態兩類。動態武器目標分配（DWTA）考慮武器使用的時間依賴性（Kline等人，2019a），而靜態武器目標分配（SWTA）被視為原始WTA問題，也是DWTA在時間階段數為一時的一種特例。本研究通過引入多時間階段擴展原始WTA問題，形成DWTA框架。這一改進使得可用資產可被戰略性地分配，從而隨時間推移達成理想的終局狀態。它反映了戰場場景中決策的動態性——每次交戰的成果將影響后續決策。有效的武器-目標分配規劃需適應這種動態環境。具體而言，必須考慮武器的可用性限制，因為并非所有武器均可無限使用，它們可能需要在下次交戰前補充彈藥、人員或燃料。

因此，本研究中提出的DWTA模型包含每次武器分配后的準備時間。該方法通過強調周密規劃與資源管理優化決策流程，確保武器分配在考慮后續交戰需求的前提下實現高效配置。

本研究采用強化學習（RL）解決DWTA問題。自Bello等人（2016）提出以來，RL已成為應對組合優化問題的前沿方法。與監督學習不同，RL無需標記數據進行訓練，而是通過基于獎勵的學習機制實現優化，這使其特別適用于組合優化問題。具體而言，本文對比了采用深度強化學習（DRL）算法的模型。DRL在缺乏真實數據或獲取成本高昂的大規模組合優化問題中表現優異，因其可利用神經網絡等近似函數并從獎勵信號中學習。DRL模型可通過學習參數高效解決問題，無需從零開始求解每個問題。此外，由于學習基于仿真器生成的獎勵，DRL能適應問題條件變化而無需重構數學模型。

本研究實施了兩類代表性DRL方法：深度Q網絡（DQN）與行動者-評論家（AC）算法。DQN是基于價值的算法，旨在近似特定狀態下采取行動的預期獎勵，通過最大化該價值學習最優行動策略。相比之下，AC算法結合了基于策略與基于價值的方法，通過"行動者"直接學習特定狀態下的最優行動，而"評論家"評估行動者決策的有效性。本研究通過對比同一DWTA場景下采用相同訓練方法的DQN與AC算法性能，旨在分析不同算法的結果差異。該方法有助于深入理解各類DRL算法在不同DWTA配置下的表現差異。

論文后續結構安排如下：第二章綜述前人研究并闡明本研究與前人工作的差異；第三章定義DWTA框架；第四章闡述方法論；第五章展示實驗方法與結果；第六章為全文結論。

本文深入探討復雜環境下的先進導航策略，其應用場景涵蓋城市后勤至反介入/區域拒止（A2AD）背景下的軍事行動。研究聚焦于障礙密集環境下的路徑規劃挑戰，通過運用Dijkstra算法等系列算法優化路線生成。研究成果凸顯了可互換成本函數的適應性優勢——該特性對于定制化應對不同場景（無論是自動駕駛車輛的障礙規避還是軍事機動策略）具有關鍵作用。通過分析算法與成本函數的組合效能，研究揭示了若干優勢組合方案，為提升路徑規劃與作戰策略提供重要洞見。這些發現有助于提升軍民領域的安全性與運行效率。研究不僅深化了對動態環境下尋徑機制的理解，更為未來基于Python仿真與AFSIM平臺的高效導航技術發展奠定基礎。

本文通過雙重聚焦研究，深入探討最短路徑算法在軍事與民用領域的實際應用。通過構建兩篇獨立文章，本研究旨在建立統一框架以應對各領域特有挑戰。通過剖析軍事反介入/區域拒止（A2AD）環境與障礙密集的民用場景中路徑規劃的復雜性，研究致力于為多場景適應性解決方案奠定理論基礎。首篇論文（第二章）聚焦民用領域，重點研究障礙密集環境下的導航問題；次篇論文（第三章）則著力解決軍事環境中遭遇的復雜挑戰。

美軍在戰術層面的組織、能力和授權方面存在差距，無法在信息環境（OIE）中開展行動。本論文通過分析和應用從空地一體化中汲取的經驗教訓，確定了潛在的解決方案：空地一體化是戰爭的一個層面，曾是可與現代信息、網絡和太空相媲美的新概念。空地一體化從第一次世界大戰中的戰略偵察發展到現代攻擊直升機、手動發射的殺手級無人機和戰術聯合終端攻擊控制員（JTACs）。如今，聯合終端攻擊控制員為地面指揮官提供了一名處于戰術邊緣的空地一體化專家，該專家裝備有致命和非致命能力，其權限因地點和行動類型而異。JTAC 的資格得到了整個聯合部隊和北約的認可，并最大限度地減少了地面單元所需的飛行員數量。本論文認為，建立一個與 JTAC 相當的信息、網絡和空間管制員可使聯合部隊更有效地開展戰術 OIE。這種多域終端效應控制員（MDTEC）將獲得聯合認證、資格和指定，就信息環境向地面指揮官提供建議，使用戰術信息工具，并利用聯合信息、網絡和空間資產創造效應。

本文認為，仿照聯合終端攻擊控制員（JTAC）建立 "多域終端效果控制員（MDTEC）"模型，將使戰術部隊能夠更有效地實施 OIE。MDTEC 將作為戰場戰術邊緣的 OIE 使用專家，為地面指揮官提供建議，規劃信息效果，操作信息能力，并向作戰和國家級 OIE 部隊請求效果。模擬 JTAC 計劃的認證、資格和指定方面，將創建整個聯合部隊和北大西洋公約組織 (NATO) 標準化的 MDTEC，使 MDTEC 和 OIE 部隊之間具有一定程度的信任和互操作性。

MDTEC 的能力和權限也可參照 JTAC 的模式。為 MDTEC 配備自主信息能力將使地面部隊能夠識別信息目標，傳遞準確的位置信息，并實施有限的 OIE 效果。MDTEC 應能隨時操作這些設備，而無需上級指揮部的批準。將任何進一步 OIE 行動的授權保留在較高級別，可為協調和目標審查留出更多時間，而將授權推向較低級別則可加快行動節奏。不過，MDTEC 將接受培訓并配備裝備，以識別敵方目標，并在獲得適當級別指揮官批準后開展 OIE 行動。

數字工程和數字設計是美國空軍（USAF）的一個新興重點領域，尤其是在現代復雜系統中的應用。高復雜性系統的一個例子是優先進行廣域搜索和多視角目標確認的網絡合作自主彈藥群（NCAM）。首先，本研究討論了在基于模型的系統工程（MBSE）工具中建立行為模型的方法。然后，本研究介紹了 NCAM 在兩個環境中的并行建模工作：Cameo 系統建模器中的 MBSE 模型和高級仿真、集成和建模框架（AFSIM）中的基于物理的模型。環境中的每個數字模型都能為設計過程中的利益相關者帶來不同的好處，因此模型必須呈現一致且平行的信息。因此，這項研究還提出了在模型之間轉換設計信息的自動化方法。總之，這對協同工作的模型通過系統認知和數字場景模擬了解自主流程，從而與決策當局建立信任。

圖：地獄火導彈剖面圖

本論文探討了將武器系統集成到通信網絡中以提供先進戰場能力的問題，特別適用于空射和遠程有人服務武器系統，這些系統也可安裝在車輛上。論文考慮了使用 "現成的軍用 "尋的器，導航和通信系統以及新型串聯彈頭系統。這種 "低風險 "技術與新型彈頭系統的結合旨在展示武器系統的更大靈活性，可以利用這種靈活性來降低開發風險、集成風險和鑒定成本，并在更廣泛、更新穎的目標集上提高擊毀目標的能力。此外，還研究了如何使用適當的通信和導航系統，將這種武器系統納入網絡部隊。

本論文基于一個研究領域：多效應武器（MEW）。多個國家正在對多效應武器進行研究。這項研究的目的不是提供一種適用于所有武器的解決方案，一種靈丹妙藥，其目的是擴大一種系統的用途，使其可用于多種用途。盡管研究和產品開發--尤其是在美國--仍在繼續，但迄今為止還沒有一種彈頭系統能達到所尋求的效果類型。因此，英國政府試圖了解需要哪些技術才能實現真正靈活的彈頭系統，從而能夠擊潰大型主戰坦克、重裝甲步兵戰車、軟皮戰車、步兵和城市建筑。為此，對 MEW 彈頭系統進行了數值建模、設計和演示。

多管火箭炮系統不僅依賴于 "智能 "彈頭系統，傳感器、引信和通信系統的應用對于 "一刀切 "方法的適當使用也至關重要。本論文還討論了提供戰場網絡連接的其他重要子系統，這些成熟的低風險技術使此類系統有可能在短期內投入使用，并提高系統的靈活性。這種系統的集成有賴于美國國防部目前的采購戰略，其中包括開發聯合戰術無線電系統無線電系統，該系統將允許平臺、武器系統和指揮官之間進行Ad-Hoc聯網。

機身和推進技術不在本論文討論范圍之內。本論文避免使用除 QinetiQ 之外的其他供應商提供的專有數據，因為沒有獲得適當的許可，這使得本論文的系統工程方面僅限于為集成問題提供指導的高水平框圖。

圖：精確攻擊彈藥導彈系統（圖片由雷聲公司提供）

遙控飛機執行的軍事任務類型不斷擴展到包括空對空作戰在內的各個方面。雖然未來的視距內空對空作戰將由人工智能駕駛，但遙控飛機很可能將首先投入實戰。本研究旨在量化延遲對高速和低速交戰中一對一視距內空對空作戰成功率的影響。研究采用了重復測量實驗設計，以檢驗與指揮和控制延遲相關的各種假設。有空對空作戰經驗的參與者在使用虛擬現實模擬器進行的一對一模擬作戰中受到各種延遲輸入的影響，并對每次交戰的作戰成功率進行評分。這項研究是與美國空軍研究實驗室和美國空軍作戰中心合作進行的。

因變量 "戰斗得分 "是通過模擬后分析得出的，并對每次交戰進行評分。自變量包括輸入控制延遲（時間）和交戰起始速度（高速和低速）。輸入延遲包括飛行員輸入和模擬器響應之間的六種不同延遲（0.0、0.25、0.50、0.75、1.0 和 1.25 秒）。每種延遲在高速和低速交戰中重復進行。采用雙向重復測量方差分析來確定不同處理方法對戰斗成功率的影響是否存在顯著的統計學差異，并確定延遲與戰斗速度之間是否存在交互作用。

結果表明，在不同的潛伏期水平和交戰速度下，戰斗成功率之間存在顯著的統計學差異。潛伏期和交戰速度之間存在明顯的交互效應，表明結果取決于這兩個變量。隨著潛伏期的增加，戰斗成功率出現了顯著下降，從無潛伏期時的 0.539 降至高速戰斗中 1.250 秒潛伏期時的 0.133。在低速戰斗中，戰斗成功率從無延遲時的 0.659 降至 1.250 秒延遲時的 0.189。最大的遞增下降發生在高速潛伏期 1.00 至 1.25 秒之間，低速潛伏期 0.75 至 1.00 之間。高速交戰期間戰斗成功率的總體下降幅度小于低速交戰期間。

這項研究的結果量化了視距內空對空作戰中戰斗成功率的下降，并得出結論：當遇到延遲時，希望采用高速（雙圈）交戰，以盡量減少延遲的不利影響。這項研究為飛機和通信設計人員提供了信息，使他們認識到延遲會降低預期作戰成功率。這種模擬配置可用于未來的研究，從而找到減少延遲影響的方法和戰術。