圆概率误差 编辑

数学术语
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圆形公算误差(英文简称CEP),是弹道学中的一种测武器系统精确度的项目。其定义是以目标为圆划一个圆圈。如果武器命中此圆圈的机率最少有一半,则此圆圈的半径就是圆形公算误差。举例来说,美军三叉戟二型导弹的圆形公算误差是90米,则一枚此型导弹有50%的机率会落在目标90米以内。

基本信息

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中文名:圆概率误差

外文名:circularerrorprobable

英文简称:CEP

上属:弹道学

属性:测量武器系统精确度的项目

用途:导航定位精度试验

基本信息

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圆概率误差(circular error probable—CEP)是衡量导弹命中精度的一个尺度, 又称圆公算偏差。圆概率误差是这样得出的:在相同的条件下,向同一目标发射枚导弹,由于制导系统误差、 瞄准误差和气象条件等多种因素的影响,导弹的弹着点将在目标附近形成散布,其平均弹着点(散布中心)到瞄准点(一般为目标中心)的距离称为导弹的系统误差,每个弹着点到平均弹着点的距离称为随机误差通常系统误差比随机误差小并且可以修正,因此又近似地把瞄准点作为平均弹着点。以瞄准点为中心,包含50%弹着点的 圆的半径就叫做这种导弹的圆概率误差。这个半径愈小,说明导弹的命中精度愈高。美国带核弹头的BGM-109A“ 战斧”巡航导弹,采用惯性加地形匹配制导,其圆概率误差为30米,而带常规弹头的BGM-109C型采用惯性加地形匹配 加景象匹配制导,其圆概率误差只有9米。炮弹和飞机空投炸弹的命中精度也可用圆概率误差表示。打击活动目 标的导弹,如地空导弹、空空导弹和反坦克导弹,它们的命中精度通常用命中概率(百分数)表示,而不用圆概率误差表示。

数学推导

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由多种因素综合造成(共因)的弹着点偏离,会使得落弹在瞄准点附近沿射弹方向及其垂直方向(X和Y方向)正态分布。首先考虑射弹平面和弹道轴线垂直的情况,此时两方向上的散布基本相同且独立,即

.。

对上述概率密度函数积分,得概率分布函数:

因为积分区域是正圆,换元成极坐标,下面公式CEP就是要计算的圆概率误差:

先积容易的角度方向。和距离有关的概率分布函数变为:

换元

一般的(任意概率P条件下的)散布半径和散布半径标准差的关系如下:

常见的圆概率偏差是所谓的R50,将50%代入P:

一般来说,如果CEP是n米,50%的子弹会落在n米半径内,43%的子弹会落在n米半径外2n米半径内而7%的子弹会落在2n米半径外3n米内。0.2%以下的子弹会落在3n米以外。在有导引武器的情况,分布则更加接近中心点。

不同定义

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在炮弹、导弹命中精度试验及导航定位精度试验中,圆概率误差( Circular Error Probable,CEP) 常被用来作为精度评定的方法,但是 CEP 的定义存在分歧,有人认为 CEP 仅是表示导弹射击的落点密集度的指标,有人认为 CEP 是表示导弹落点精度的指标。而密集度和精度是两个不同的概念,其差别主要由系统偏差引起,只有在系统误差很小的情况下,才可以忽略 。

苏联的定义为: 落入以散布中心为圆心的某个圆内的概率为 0. 5 时,此圆的半径 R 称为 CEP; 西方国家的定义为: 有 1/2 弹着点落入以平均弹着点为圆心的某个圆内,此圆的半径R称为 CEP。前者是从概率的理论定义出发的,后者是从概率的统计定义出发的,两者只是视角不同,其内涵是一致的。在我国,《GJB102A - 98 弹药系统术语》中对 CEP 的定义为: 表示射击密集度性能的指示,出现概率为 50%的圆形误差范围的半径。从前面关于 CEP 的定义可以看出,CEP 是用来表示弹着点或定位精度的随机误差的,只能表述弹着点或定位精度的密集度,然而要完整表示射击或定位的精确度,还必须考虑弹着点或定位的系统误差,即对其准确度加以考核。因此,产生了新的 CEP 定义方法。《GJB6289 -2008 地地弹道式导弹命中精度评定方法》将 CEP 定义为: 以目标点为圆心,弹着概率为 50% 的圆域半径,记为 CEP。

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