Kerangka Komputasi Sudut Tembak Proyektil Balistik untuk Intersepsi Target Bergerak

Abstract

Penelitian ini mengusulkan kerangka komputasi untuk menentukan sudut tembak yang dapat diterapkan pada berbagai model lintasan proyektil dan model gerak target, selama posisi proyektil sebagai fungsi waktu dan sudut tembak serta posisi target sebagai fungsi waktu dapat diperoleh dalam kerangka acuan yang sama. Dalam menerapkan kerangka, hanya dua permasalahan umum yang perlu diselesaikan: permasalahan nonlinear least squares dua peubah dan permasalahan pencarian akar satu peubah. Untuk mengevaluasi penerapannya, kerangka yang diusulkan digunakan pada dua studi kasus. Studi kasus pertama menggunakan model lintasan proyektil point mass yang diujikan terhadap empat model gerak target dengan karakteristik yang berbeda. Hasil pengujian menunjukkan tingkat keberhasilan sebesar 97,583%, dengan median akurasi sebesar 1,830 × 10-10 m serta median waktu eksekusi sebesar 3,92 ms. Studi kasus kedua menerapkan kerangka pada formulasi permasalahan dari penelitian terdahulu dan membandingkan metode penyelesaian yang diperoleh dengan metode pada penelitian tersebut. Pada pengujian yang sama, tingkat keberhasilan metode hasil penerapan kerangka mencapai 99,992%, dibandingkan dengan 85,121% pada metode pembanding, serta menunjukkan akurasi dan waktu eksekusi yang lebih baik.

This study proposes a computational framework for determining firing angles across a range of projectile trajectory and target motion models, provided that the projectile position can be obtained as a function of time and firing angles and the target position as a function of time within a common reference frame. Applying the framework requires solving only two general problems: a two-variable nonlinear least-squares problem and a one-variable root-finding problem. The proposed framework is evaluated in two case studies. The first case study employs a point-mass projectile trajectory model and evaluates it against four target motion models with distinct characteristics. The results show a success rate of 97.583%, with a median accuracy of 1.830 × 10-10 m and a median execution time of 3.92 ms. The second case study applies the framework to a problem formulation adopted from previous research and compares the resulting solution method with the method originally proposed for that formulation. Under the same test cases, the framework-derived method achieves a success rate of 99.992%, compared with 85.121% for the comparison method, while also achieving better accuracy and execution time.