协同防空作战作为一种与信息化战争形式相适应的作战方式,已逐渐成为现代防空战场的主导作战方式。任务分配是指挥决策系统的核心内容,如何合理调动处在不同平台的防空资源进行协同防空,最大化发挥系统的整体作战效能,成为其取得防空作战胜利的关键所在。本文以现代防空作战为背景,对防空任务分配技术进行了研究,旨在给出一种针对多平台协同防空的任务分配方法,以满足作战指挥决策的合理性和实时性要求。本文的主要工作如下:首先,对多平台防空协同任务分配问题进行问题描述并建立了相应的数学模型。建立了目标导弹威胁能力与平台作战能力模型,从目标拦截可行性,火力单元约束,协同制导约束以及时间窗口四个方面构建了约束模型,并针对本文的应用背景设计了相应的优化指标函数。该模型不仅考虑了协同作战模式下的协同制导要求,还充分考虑了目标的动态特性。然后,对弹道导弹目标跟踪与轨迹预报问题展开研究。该问题是防空任务分配的依据,其准确性直接关系到任务分配的合理性。建立了弹道导弹再入段跟踪模型并对其采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的的方法进行跟踪滤波,用椭圆轨道法和龙格库塔法分别进行弹道预报,根据轨迹预报和时间窗口约束对拦截导弹的发射时间及方式的确定。最后,提出了多平台防空协同任务分配问题的求解方法。指挥决策系统采用“有限集中指挥-分布式自主协调”的控制结构,建立了基于模型预测控制的(Model Predictive Control,MPC)的系统模型。在中心指挥层,决策中心依据轨迹预报对目标进行初步筛选然后将相应目标信息送往各个防空平台,并只在紧急情况下做必要干预。在平台指挥层,平台内部运用启发式方法对平台内部防空资源进行集中任务分配,各平台之间采用基于一致性分布式拍卖的方法进行冲突消解,经过多次通讯协调,最终形成统一的分配列表。该方法能有效减少信息处理量,避免单点故障。仿真结果表明,本文采用的求解方法和处理策略能够取得较好的分配效果,同时算法有较强实时性,能够满足防空指挥决策系统的要求。