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针对当前复杂网络攻击策略在选择攻击节点集上精准性不足,难以快速获取网络空间战场核心节点集以毁瘫敌方网络空间体系的问题,提出了基于二进制粒子群算法的攻击策略。该策略首先对网络节点状态进行编码,然后,计算基于深度优先搜索的适应度函数值,并使用二进制粒子群算法求解最优节点集,最后,针对典型网络模型开展仿真实验,对比分析了基于二进制粒子群算法的攻击策略和面向度(介数)的选择性攻击策略的性能和适应度,仿真表明,基于二进制粒子群算法的攻击策略具有高效性、有效性和普适性,可为指挥者提供辅助决策支撑。
转移干扰作为一种干扰反舰导弹的有效方法,其有源、无源干扰的协同策略对干扰成功率具有重要影响。针对目前基于单一电子战信息的转移干扰决策固化及效果不确定性问题,构建了基于雷达和电子战信息的转移干扰决策模型,并对不同反舰导弹攻击态势下的有源、无源干扰协同策略进行了仿真计算与分析。结果显示,所提出的转移干扰决策模型可精确协同有源干扰与无源假目标的布设时机与位置。基于雷达和电子战信息的精确化转移干扰决策,是提高反舰导弹干扰成功概率的有效途径,对当前转移干扰决策方法优化具有一定的指导意义。
目前,不少国家都在研究弹道导弹和弹道导弹拦截技术,尤其是美国最近在太平洋发射拦截器成功拦截洲际导弹,大大打击了洲际弹道导弹的威慑力。因此,提出一种新的弹道导弹突防策略,首先在俯仰平面构建弹道导弹与拦截器的攻防对抗模型,并基于最优控制理论分别构建了双方攻防对抗系统模型。定义航向误差为性能指标,并对上述模型进行求解,得到弹道导弹和拦截器在俯仰平面中的最优机动突防拦截策略。并对理论结果进行仿真验证,分别分析了拦截器初始前置角、弹道导弹机动能力、机动时机和机动时长对最终脱靶量的影响。仿真结果成功验证了该机动策略的正确性和有效性,具有一定的参考价值。
为改善火控系统射击诸元解算的速度和准确性,在设计防空火控解算系统各个模块的基础上,对传统迭代-修正算法进行了改进。首先搭建了基于某型火箭弹的防空火控解算系统;其次对火箭弹外弹道解算问题和典型运动目标的命中问题进行研究;然后在解算流程中引入了目标高低角与目标运动时间关系式,使得在射击诸元解算流程中始终将目标视为运动状态,改变了传统方法中“先静后动”的解算流程;最后搭建了火控解算系统Simulink模型,对传统算法与改进算法进行仿真分析,证明了改进算法可以更加快速、精准地解算射击诸元,为防空火控命中点与射击诸元解算研究提供了一定的参考。
针对目前雷达威力监控测试步骤复杂、靶试费效高的问题,提出了一种利用雷达回波采集数据对雷达探测威力进行实时监控的方法。首先利用无目标、杂波、干扰等回波的干净区域的雷达数据,统计计算出接收机底噪电平,然后提取出典型目标的数据,并计算目标回波强度均值,结合目标距离、RCS反演计算得到雷达的最大探测距离。针对未识别目标RCS未知的问题,提出了利用多个目标求均值减小RCS不确定性的影响。最后利用一部典型雷达的实采数据进行验证,结果证明了该方法的有效性。
首先介绍了一种新的多信息融合的矢量惯性张量姿态估计算法。该算法将每个参考矢量和相关观测矢量的顶端放置一个质点,对质点进行权重分配并计算出此质点系的惯性张量;对每个惯性张量对角化得到特征值、特征向量和主轴坐标系与各坐标系之间的变换矩阵;通过找到各自主轴坐标系的变换,就可以计算出载体坐标系与惯性坐标系之间的方向余弦矩阵,从而得到姿态估计值。质点权重分配对该算法的结果有重要作用,研究了如何给多传感器信息融合的姿态估计算法进行质点权重分配。通过分析,发现当传感器的观测误差接近时,对应的质点应分配相同的权重;而观测误差不同时,精度高的观测矢量应占有较大的分配权重,这样才能得到最优的姿态估计。研究结果对姿态估计问题具有一定的价值。
利用水声匹配场的思想建立了纯方位TMA(Target Motion Analysis)的匹配处理模型,把纯方位TMA改建为谱估计问题,进一步引入信号处理领域的MUSIC谱和快速傅里叶变换处理估计目标运动参数。数值仿真结果表明:子空间MUSIC算法较不稳定,搜索步长较大使得结果在真值附近波动较大,不能准确而稳定地收敛到真值;在采用大步长的情况下,快速傅里叶变换方法能得到更准确的结果。
多径效应是影响舰载雷达探测性能的重要因素之一。结合舰载雷达实际工作环境,构建了镜面反射与漫反射复合多径模型,推导了复合传播因子的理论表达式,仿真验证了其莱斯分布规律,对比分析了不同海况下不同类型雷达的镜面多径和复合多径效应,对是否考虑漫反射分量给出了相应建议,为舰载雷达设计、使用及性能评估提供了参考。
针对舰载机超视距协同交战中对多个敌机目标火力分配优化问题,在建立舰载机超视距协同优势空战态势的基础上,提出了一种协同交战火力分配模型及算法。该模型基于舰载机超视距攻击作战规则,通过模糊综合评判专家系统,分析、计算目标威胁度量和效能度量,将打击目标的随机性和不确定性与聚类算法的反馈相结合,实现快速有效的搜索和寻优求解。仿真表明,该火力分配模型在保证协同交战空战优势的前提下进行实时优化计算,通过滚动实施来响应空战态势的变化,能有效解决舰载机协同交战火力规划难题。
为研究四代机典型技术性能在超视距空战中的优势,直观对比四代机和三代机空战结果,研究了一种编队超视距作战效能评估模型。首先利用概率分析法计算先敌发射概率,然后计算导弹对目标的击毁概率,最后通过动态空战效能模型评估空战结果。通过F-22、F-35两型四代机编队对抗苏-33编队超视距作战场景进行仿真分析,实验结果表明,该模型可以有效推演四代机和三代机的超视距空战结果。
结合陆军合同作战仿真实验系统的开发实践,总结阐述了该类系统军事设计的思路和方法。将军事设计作为系统研发中的重要环节,把军事设计成果作为军事需求分析与系统技术设计之间的桥梁产品,并对其中的系统总体结构、系统输入、系统自动控制以及实验结果的评估等要点部分进行了讨论,最后给出了典型的设计示例。
聚焦备战打仗,加强装备实战化考核,必须摸清武器装备边界条件下的性能底数,充分检验装备边界条件下的性能指标,武器装备高海情试验则是边界条件试验的一项重要内容。在分析高海情对武器装备性能影响的基础上,提出了舰载武器装备高海情总体设计思路及试验方案设计,并给出了舰载武器装备高海情试验设计与实施的案例,为靶场组织高海情试验实施奠定理论基础,以期达到全面考核舰载武器装备,摸清性能底数的目的。
多兵(机)种体系对抗模拟训练系统中参训兵(机)种多、数量规模庞大、指挥及交互关系复杂,训练组织与管理难度大。通过总结已经实际投入使用的综合演练管理系统体系架构、主要功能、使用流程,并在训练仿真数据准备的规范化、多波次演练方案的敏捷实施、演练进程的综合控制等方面进行了深入研究,最终有效解决了大规模常态化训练以及灵活组训的难题。经多期面向实战的训练实践检验,系统应用情况良好,产生较大的军事效益和经济价值,具有较强的示范及推广意义。
集中式 MIMO雷达支持不同阵元发射正交或非正交波形,实现波束在空间能量分布设计,从而获得良好的检测和杂波抑制性能。当存在相干干扰时,通常采用最大化最差角度的信杂噪比来设计波形;当目标角度不确定时,该问题呈现非凸属性,导致难以获得最优解。利用非负三角多项式的半正定表示引理,将上述问题转化为半正定凸优化问题求解,并针对算法维数过大容易失效的问题,引入杂波矩阵秩近似方法进行了优化。与已有鲁棒波形设计算法相比,该鲁棒波形在仿真条件下具有更好的检测性能。
以无线通信为背景,分析对偶序列跳频通信的基本原理和结构模型,由此,利用Matlab/Simulink软件搭建了对偶序列通信链路及门限设计的仿真模型。通过研究信号源发射模型,仿真通信链路在AWGN信道下的门限设计模型,观察模型的仿真波形及误码率情况:双门限结构与单门限结构相比,当信噪比在-20 dB~0 dB范围变化时,误码率降低了2~3个数量级,且当SNR大于-12 dB以上时,系统误码率大小降至零,通信的可靠性良好,对进一步研究对偶序列跳频系统具有参考意义。
针对大规模三维场景绘制中的若干关键技术进行研究,提出了一种基于预计算查找表的大气散射模型,该模型可以比较准确地模拟大气层中的光照效果;提出了延迟着色方法,给出绘制流程,该方法与其他绘制流程组织方式相比,具有独特的优势,并分析了实体三维模型、带折射效果的网格、星空和非实体效果几种绘制模式的特点;利用多重采样技术消除三角形边界上的锯齿效果,在延迟着色模式下,对多重采样和检测方法重新进行了设计。最后将研究内容在某型飞行模拟器和某型飞行与指挥模拟训练系统中进行应用,绘制效果逼真,有效地解决了在工程实践中遇到的锯齿明显、光照不真实等问题。
舰载共架发射系统在舰艇全方位武器攻击中发挥着重要作用,舰载多类型导弹的空域协调决策是当前亟待解决的问题。基于共架发射系统的特征,首先总结了发射选取的原则,进而结合选取原则提出基于二进制编码遗传算法的空域协调弹药选取模型,对适应度函数的构建方法进行了深入阐述,并对算法中的算子取值作出改进,最后结合实例,验证了算法的可行性。
针对功率域对抗转发式欺骗干扰问题,提出了一种基于目标功率模型的对抗措施。根据真实目标回波功率随距离变化规律,结合目标RCS起伏模型,建立目标回波功率模型。基于功率模型,根据错判概率设定判定门限,来区分真假目标并将假目标剔除。仿真结果表明,在目标满足斯威林I、II模型的情况下,错判概率为10-7、10-10、10-13时对应的门限,在目标与雷达距离大于错判距离时能够有效区别真假目标。在距离大于25 m时,三种门限都能有效区分真假目标。
考虑带有渐近多传感器的鲁棒分布式假设检验问题,其中每个传感器只收集一个观测。观测服从给定的信号选择模型,其中,信号是确定性信号。通过ε-污染类得到鲁棒检测函数,每个传感器使用该检测函数作出局部决策,并将决策传给融合中心。关注每个传感器如何作决策,以及利用渐近相对效率,研究配置鲁棒检测函数的分布式传感器系统的渐近性能。具体地,分布式系统和中心式系统达到相同的性能水平,即相同的犯错误概率和功效,对比两个系统所需要的传感器数目,结果显示,使用鲁棒检测函数会提高系统的性能。
空军基地在战争中具有重要作用,机库常被视为火力打击的重点目标。因此,利用有限元程序,分别对软质和硬质PVC材质的五连机库在不同当量爆炸作用下的毁伤效果进行计算与分析,并与实际战例中遭受打击的机库真实毁伤效果进行对比,结果表明,在100 kg~500 kg TNT当量的爆炸作用下,直接命中的机库几乎完全被毁,相邻机库可部分毁伤;在相同的爆炸作用条件下,硬质PVC材质机库较软质PVC材质机库,棚顶的毁伤面积更大,但对库内设施具有更好的防护效果。
为评估柔性网拦截弹开网参数对开网效果的影响,基于正交试验设计理论,运用极差法与方差法对影响开网核心指标的弹体速度、弹射角度、牵引头质量、弹射速度、弹道倾角等5项参数开展灵敏度研究。仿真试验结果表明,柔性网展开面积主要取决于弹射速度、弹射角度及牵引头质量;柔性网滞空时间与牵引头质量、弹射速度、弹射角度均呈负相关关系;柔性网有效拦截面积与牵引头质量、弹射角度及弹射速度呈正相关关系。该方法不受系统模型限制,能减少试验运算和数据处理工作量,可有效应用于非线性、不连续的柔性网空中开网过程控制算法鲁棒性评估和参数灵敏度分析,为柔性网开网任务规划提供理论支撑。
科学论证突发事件应急处置力量的规模结构和布局,是一项具有重要现实意义的研究课题。由于突发事件的不确定性、处置过程复杂性和力量运用的独特性,相比传统军事运筹学兵力规划问题有较大不同,需要针对其特点探索研究新的规模结构科学论证方法。提出基于数据挖掘分析与建模仿真的流程,首先运用历史数据统计挖掘出隐含的事件规律、处置规则和力量需求数量关系,构建典型事件力量需求模型;然后运用统计方法辅助进行威胁分析,研判各级处置力量的任务能力指标,形成任务集合作为论证起点,按照各种布局规则和处置力量需求模型推导出待评估方案,最后运用仿真实验手段推荐决策备选方案。
针对装备维修保障系统中维修分队机动路线规划速度不够及时、算法复杂且所需数据太多和规划路线不够平滑的问题,提出了一种基于改进人工势场法的维修分队机动路线规划方法。该方法通过优化斥力势场函数和基于BUG算法对传统人工势场法进行改进和优化,以解决传统人工势场法存在的目标不可达和局部极小值的问题,更好地实现维修分队机动路线规划。通过仿真实验得出:基于改进人工势场法可以在解决目标不可达和局部极小值问题的基础上很好地实现维修分队机动路线规划,对装备维修保障系统中维修分队机动路线规划建模与仿真具有一定的借鉴意义。
多级物资储备体系能够精准、快捷、高效地保障前方物资需求。首先根据基本储存点、预置预储点、前方需求点间的物资配送关系,提出预储保障、基本补充、预置补充等物资保障方式,构建基于混合整数规划的多目标多级储备物资配送方案优化模型。然后针对传统粒子群算法较早成熟、易陷入局部最优等缺点,规划模型参数变量多、约束条件多等问题,设计了一种改进粒子群算法。最后结合案例进行仿真实验和对比分析,实验结果验证了模型及算法的可行性、有效性及稳健性。
在探求弹药保障理论的大背景下,为研究外军弹药需求预计现状及关键技术,展开对外军特别是美军弹药需求的研究。首先阐述美军弹药需求研究的发展历史、弹药需求研究动态及关键技术,其关键技术主要包括决策支持系统、战争储备弹药需求模型、战区模拟系统等;其次对俄、英等其他军事大国的弹药需求研究动态及关键技术进行介绍;最后分析外军弹药需求预计的主要特点和对我军弹药需求预计的启示,为我军弹药需求预计理论的发展提供思路和方向。
阐述了美军协同交战的发展路线共分为四个阶段,列举了美军典型协同交战项目,并对21世纪以来美军典型协同交战项目(NIFC-CA、CODE、“马赛克战”)进行了研究分析,总结其发展路线,具体分析了四个创新关键技术,提出对我海军装备发展的启示。
