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无人机作战样式因其特有的“快、精、廉”等特点被广泛用于现代战场,并取得了非凡的实战效果。总结现代战场无人机作战特点,结合世界先进的反无人机技术,分析目前无人机作战样式存在的不足,并以此为出发点,以满足未来战争需求,应对防空反无人机技术体制为目的,探索军用作战无人机未来发展方向,以期为军用无人机及其作战样式的研究提供参考。
通信是无人机集群协同决策控制的基础。在通信资源稀缺的战场环境下实现无人机集群的高效通信具有重要意义。目前,多智能体强化学习方法在无人机集群自主协同策略研究中应用广泛,但多数方法未考虑有限通信资源带来的影响。首先,研究了部分可观测条件下的无人机集群通信问题并给出决策模型;其次,基于研究假设和信息论,设计一种基于带宽利用率的奖励策略,该策略下的奖励值随带宽资源的利用率变化而调整,能实时指导无人机的通信行为;再次,在模型训练-执行过程中,利用长短期记忆模型作为记忆单元,保证无人机协同决策的有效性;最后,通过空中对抗仿真实验验证了所提方法的有效性,为带宽受限作战场景下的无人机集群自主协同决策提供方法借鉴。
针对军事应用背景下无人作战系统的自主性,提出无人作战系统自主性等级划分,建立其概念模型,分析了无人作战系统的自主性,建立相关等级模型及评估方法。提出面向任务的无人作战系统自主性等级优化分配模型。首先,建立了无人作战系统作战任务规划模型,将任务消耗资源、任务完成总时间最小化作为目标,还建立了无人作战系统自主性等级调整模型,使无人作战系统执行作战活动的任务完成率极大化,同时资源消耗最小,执行任务风险最低。最后,设计一个登陆作战案例,验证所提出的等级优化分配模型的正确性和有效性。
无人机威胁评估是战场指挥所防护和反无人机作战的关键性任务,其科学合理性直接影响指挥所的战场生存能力。在分析无人机突袭威胁整体流程基础上,建立以技战术性能参数、战场实时态势、己方战斗能力和战场环境因素为评价指标的指挥所威胁评估指标体系,运用层次分析法和熵权法分别确定了威胁评估各指标的指挥员决策主观权重和客观权重,运用博弈论综合集成赋权法进行了指标权重的集成优化,使用TOPSIS法对各无人机突袭方案进行了威胁评估分析,得出了基于无人机突袭的指挥所威胁评估结果,最后通过计算分析验证了评估模型和方法的科学性和有效性。
为解决在役考核工作中装备在役适用性评估问题,提出基于证据推理的评估方法,在文献研究的基础上,结合卫星装备特点,构建在役适用性指标体系,建立基于置信规则库的在役适用性评估模型,运用历史仿真数据对某型卫星进行在役适用性评估,得出评估结果并进行分析,验证此方法的有效性与可行性,该方法可为装备在役适用性评估提供参考。
导弹部队装备种类复杂多样,影响装备保障效能的因素很多,采用ADC模型和模糊层次分析法相结合的方法进行效能评估,通过ADC模型将导弹部队装备保障效能分为可用度、可信度和固有能力三个部分,建立了基于效能的导弹部队装备保障指标体系,对装备保障系统的可用度和可信度进行了分析,利用模糊层次分析法对导弹部队装备保障固有能力进行分析和计算,综合得出了导弹部队装备保障效能的计算方法和思路,并进行了实例验证。
着眼未来智能化弹药保障装备发展问题,提出运用灰关联分析的质量功能展开方法分析智能化弹药保障装备能力需求。通过分析,建立了智能化弹药保障装备能力需求分析质量屋并对智能化弹药保障装备能力需求重要度进行了排序,可为智能化弹药保障装备发展规划和建设提供重要依据。
针对信息化战争条件下的舰艇作战系统多任务适应性要求,结合软件定义系统的可重构、易扩展、易维护等优点,设计了一种基于软件定义的舰艇作战系统开放式体系架构和一种两层分布式系统设计与集成方法,有效解决了舰艇作战系统在软件定义技术下的功能灵活增减、按需配置和动态重构等难题,使得舰艇作战系统能够根据作战任务,通过软件定义生成不同功能和性能的任务系统,从而有效提升舰艇作战系统的多任务适应性和使用灵活性,促进舰艇作战系统向信息化和智能化转型。
大型复杂军用软件寿命周期费用是软件装备管理部门和承制单位进行决策的重要依据。从军用软件工程视角出发,探讨大型复杂军用软件寿命周期费用内涵及其结构组成,提出面向大型复杂军用软件的寿命周期费用估算模型建模方法及流程,为深化大型复杂军用软件寿命周期费用管理理论研究奠定基础。
在对不规则目标进行打击时,为以最小的代价达成既定的毁伤效果,构建了以弹药精度、毁伤半径以及用弹量为优化参数的弹药优化模型。在模型求解过程中,依据蒙特卡洛原理确定弹药对于突击目标以及民用设施的毁伤面积。通过设定不同子目标的权重并对模型进行求解,得到最佳效费比的弹目匹配方案,为科学决策提供理论依据。
为解决炮兵远程火力目标情报保障效能评估难的问题,构建一种基于云理论的目标情报保障效能评估模型。在广泛征求专家意见的基础上,构建了炮兵远程火力目标保障效能评估指标体系,为减少评价者主观因素的影响,利用群组层次分析法确定评估指标权重,利用云运算规则将指标权重与评价云有效融合为综合评价云,将综合评价云图与标准云图对比得出结果。结果表明:该模型能够对炮兵远程火力目标情报保障效能进行高效评估,为精准提高目标情报保障能力提供依据。
为加深防空兵指挥员对防空兵战斗队形配置关键因素的理解,帮助其提高在进行战斗队形配置时的分析研判效率,以增强防空兵指挥决策的科学性与准确性,最终实现强化防空兵战斗队形配置效果的目的,提出基于核度理论的防空兵战斗队形配置关键因素分析方法。该方法首先从系统的视角总结了防空兵战斗队形配置因素,并阐述了防空兵战斗队形配置关键因素的特点和内容。其次,立足防空兵战斗本质,利用核度理论,构建侧重不同主要功能的典型结构防空兵战斗队形配置系统网络图,并计算了图中关键因素的核度值。最后,根据关键因素的不同核度值,提出了关键因素研判的优先顺序。结果表明:该方法能够定量分析防空兵战斗队形配置关键因素的相对重要程度,可为防空兵指挥员在进行具体战斗队形配置时的分析研判提供参考,对防空兵战斗队形配置的规律性研究也具有一定借鉴意义。
当前指挥信息系统网络模型的建立方式众多,大多从保障人员角度出发,难以从指挥员视角直接反映指挥信息系统对作战任务的保障特性。为解决该问题,构建了基于保障链的合成旅指挥信息系统网络模型。首先从指挥信息系统的作战保障特性入手,分析了介于物理实体和作战任务之间的情报保障链、指控保障链、打击保障链、支援保障链四种功能链;其次,从保障链中提取出元节点和元边,构建网络模型并提出节点链度、节点支撑率指标;最后,以典型合成旅指挥信息系统为例进行仿真分析。结果表明,基于保障链的网络模型能够反映指挥信息系统保障能力,验证了模型的可行性与有效性,为指挥信息系统保障特性分析提供了一种新思路。
实现对远程空中目标的精确打击可以提升整体战略威慑能力。针对作战需求,阐述了远程对空精确打击体系的组成,分析了该体系的作战样式与能力需求,梳理了体系内各作战系统的功能要求与信息关系,给出了体系结构设计步骤,并通过仿真实验对建立的作战流程进行了验证,最后,提出了远程对空打击体系需要攻克的关键技术,为后续相关体系与装备的建设提供参考。
为解决空中机动目标识别方法复杂且识别率不高的问题,提出了一种基于运动信息的空中目标模糊识别方法。选取了机动性较小的无控类弹以及机动性较大的制导炸弹等作为研究对象。首先,对无控类弹(榴弹、火箭弹、迫击炮弹)、制导炸弹、巡航导弹及无人机的运动特征进行分析,仿真得出目标的运动轨迹。然后,提取目标的速度、高度、加速度、俯仰角及其变化率等特征,建立基于模糊集合的目标识别算法,根据择近原则进行判定,最后,得到仿真结果。实验结果表明,所提方法应对不同目标识别效果较好,且响应速度较快,为今后作战指挥及理论研究提供支持。
针对常规弹载红外成像系统容易受气动加热影响的问题,开展了红外侧窗成像方法研究。采用数值模拟方法,计算了不同飞行工况下球面钝体弹头的气动加热情况,分析得到:头部侧身非驻点区域的高温效应远小于前端驻点区域,来流马赫数影响高温区域的产生,飞行攻角不改变高温区域的极值但会影响其空间分布。因此,提出并设计一套红外侧窗成像系统,实验结果表明,该方法能够得到质量较好的成像效果,为降低气动热对弹载红外探测的不利影响提供了一种新的思路。
针对低截获概率(Low Probability of Intercept, LPI)雷达多相码信号易混淆,且现有文献鲜有将调制类型识别和参数估计相结合的情况,提出了一种基于时频脊线的特征提取方法。在所提特征的基础上,通过支持向量机分类器进行调制类型识别;同时,可实现对调制参数的估计,由提取的特征对带宽、编码长度、载频和码元内载频周期数进行估计。仿真结果证明,在较低信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)下,该方法对调制类型的平均识别率较为理想,对各调制参数的估计误差均在可接受范围内。对比实验显示,该方法优于传统的互相关法。与深度学习方法对比,该方法的运算量更小,且在小样本情况下具有更好的识别率,具有一定的应用价值。
随着军贸出口的指挥控制类武器装备种类增多,设计兼容不同国家、不同体制的雷达接口非常关键。而如何高效获取接口不开放的雷达目标信息是核心问题之一。因此,设计了一种基于数学形态学和深度学习的图像识别方法,用于获取雷达图像的情报信息,实现雷达图像信息的数字化转换,并将数据上传至指挥中心。通过网络摄像头实时采集雷达态势图像信息,采用数学形态学方法实现雷达图像文本定位与检测,并采用CRNN深度学习模型,完成雷达目标情报的识别与提取。结果表明,平均每帧雷达图像的识别时间在500 ms以内,准确率可以达到95%以上,满足实时性和准确性的要求。
针对导航接收机强电磁防护需求,设计了一款强电磁防护型导航天线。采用偏心馈电与添加径向带线方式,实现微带导航天线的圆极化,改善微带天线低仰角增益。通过加载PIN二极管的方式,实现导航信号通道开关特性。所设计的强电磁防护型导航天线在正常工作时与原导航天线的S11和增益性能基本保持不变,轴比性能有所提升。当PIN二极管处于低阻态时,强电磁防护型导航天线导航信号通道关闭,防止强电磁能量从天线进入后端电路。仿真结果表明,所设计的强电磁防护型导航天线满足导航与强电磁防护需求。
针对DSDV、AODV、ZRP、LAR等移动自组网路由协议随着节点数量规模增大导致全网路由开销激增的问题,设计提出一种基于链路状态监视的自组网路由策略。该策略以降低路由开销信息的冗余度和链路状态精确反馈为出发点,首先,基于监视能力值竞选产生监视节点,其次,由监视节点通过监视链路对全网链路状态进行监视,精确获取全网拓扑信息,最后,全网其余节点根据实际需要向监视节点查询通向目标节点的路由信息。仿真实验验证了该路由策略的有效性和可行性,结果表明,在移动自组网节点数量规模较大时,该路由策略与传统路由协议相比,能够显著减小移动自组网路由开销。
网络资源的安全管理问题日益受到社会各界的广泛关注。在分析当前资源共享所面临的新特点、新要求的基础上,提出了基于中心控制动态域(中心域)模型的网络架构,构建了中心域创建与配置、资源和用户管理机制,并给出了基于共识的中心域管理方法,采用基于.NET技术初步实现了需求。该模型采用集中控制模式,弥补了P2P(Peer-to-Peer,简称P2P)分布式网络在数据隔离、数据访问限制等方面的不足,为网络资源整合、共享提供了很好的框架,对网络技术发展具有重要参考价值。
运用多目标决策方法,对莱特湾海战中哈尔西率领所属舰队追击日军航母编队的决策进行定量分析,详细阐述哈尔西决策失误的原因,探索联合指控优化途径,以明确指挥权责为抓手控好局,以优化指挥机构为抓手控好人,以建强指挥信息系统为抓手控好信息,推进战区联合作战指挥体系高质量建设与发展。
针对导弹阵地改造施工过程中,风险来源种类多,呈现方式多样及动态耦合性等特点,提出了基于扎根理论的阵地改造施工风险分析模型。结合ZE阵地(某导弹阵地)改造实例,采用扎根理论分析施工过程中可能存在的风险隐患,通过数据收集、编码和体系构建,建立了“状态变更”风险体系,识别出6个主要风险、35个风险因素,并针对风险发生特点规律提出应对措施,为改造施工决策和风险管控提供了参考和依据。
