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随着信息化步伐的不断加快,水下攻防体系作战得到空前的重视和发展,水下装备整体作战效能得到持续提升。分析了水下攻防体系的内涵、装备组成及典型作战样式,研究了国外在水下攻防体系构建、无人预置装备研制、有人无人协同作战、空海一体联合作战等方面的特点,总结了国外水下攻防体系发展趋势。针对未来可能的水下攻防作战任务,从体系结构设计、作战概念方案及指标分解、协同任务规划与仿真推演、体系效能评估等方面,探讨了水下立体攻防体系构建技术的研究思路,可为未来的水下攻防体系顶层规划和装备研制提供借鉴和参考。
根据网络信息化时代大国博弈更多以基于软杀伤的信息作战出现的现状,针对我国信息作战理论和技术发展的需求,从顶层开展信息作战体系研究,深入系统地梳理各种信息作战战法,在体系架构、作战样式、面临的技术挑战、需突破的关键技术等四个方面进行了深入探索,提出了七层信息作战体系架构模型和相关关系模型、七种有效的信息作战战法、面临的三大技术挑战和需突破的四类关键技术。
一体化管控就是在整合各子系统管控机构职能的基础上,形成能够管理系统内各种异构资源、处理各类复杂任务的综合管控体系。首先分析了天基信息系统的多样性与动态性特征,而后建立了天基信息系统层次化资源组织结构,按照从资源到任务的顺序实现多样化资源的统一管理和组织,提出了一种动态资源调用模式,实现从任务到资源的映射,并屏蔽差异化用户需求和系统的动态变化。最后提出了天基信息系统一体化管控体系的实现方案,为下一步天基信息系统建设提供参考。
无人机蜂群作战是一种全新概念的作战模式,对未来战争的影响将是颠覆式的,随着研究的深入无人机集群作战正在从概念走向雏形。首先根据无人机蜂群的优势和海面目标的特性,提出了无人机蜂群对海作战的概念;随后,分析了国内外无人机蜂群的研究现状;总结了无人机蜂群作战的关键技术,包括:战术与作战使用、总体架构、集群感知与信息融合、集群控制与群体智能、任务规划和航迹规划等,并且详细论述了各项技术的重要性、难点以及解决方法,为将来的研究奠定了基础。
从与传统作战方式的区别归纳分析出无人作战情报支援的特点。而后,利用WSR理论分别从物理、事理、人理三个方面给出情报支援体系能力建设构成规划和发展要点。最后,构建了无人作战情报支援体系的结构框架。
针对反舰导弹突防水面舰艇防空体系过程中存在因敌软抗击(电子干扰)而丢失目标问题,在分析反舰导弹攻击过程的基础上,提出了利用反舰导弹剩余航程进行二次攻击的概念,设计了反舰导弹二次攻击方式及流程,建立了反舰导弹二次攻击航程需求及命中概率计算模型,通过仿真计算,论证了国内外现役或在研远程反舰导弹进行二次攻击的可行性,证明了反舰导弹通过增加二次攻击次数能够有效提高总命中概率。
针对当前多方案优选方法中主观因素影响较大的问题,探究一种客观的多方案择优方法。首先,构建封控方案指标评价体系,采用G1法确定各指标权重;然后通过对决策专家的语言评估矩阵进行分析,确定各专家的信息量分权重、契合度分权重、辨别度分权重,进而确定各专家的权重值;最后采用逼近群体理想方案的方法,构建多方案评估优选模型,对方案择优排序。实例分析表明,该模型能够为指挥员定下战斗决心提供一种有效的辅助手段。
针对雷达图像边缘提取中存在噪声和伪边缘的问题,将传统数学形态学边缘检测算法进行了两点改进:一是利用非线性复合型数学形态学滤波方法对雷达图像进行滤波处理;二是根据数学形态学运算中结构元素提取不同运算结果不同的特性,采用多结构元素的思想,构造一种新型的数学形态学边缘检测算法。实验结果表明两种算法在一定程度上解决了信噪比和单边缘响应的矛盾问题,实现了Canny评价边缘检测性能的三个指标,将雷达图像中更多的特征边缘信息进行了保留。
潜艇组合使用声抗器材防御来袭鱼雷是目前潜艇鱼雷防御领域的研究热点。在深入研究诱饵组合使用模型基础上,采用相对移动线方法,给出了组合使用声诱饵时小口径声诱饵初始航向计算方法;提出基于遗传算法的潜艇组合使用声诱饵防御鱼雷技术,解决了由于决策参数增多,传统穷举统计方法计算量急剧增加问题,实现了潜艇组合使用大小口径声诱饵防御来袭鱼雷能力。仿真结果表明:该技术可使潜艇防御鱼雷成功概率提高14%以上。
根据鱼雷自导作用原理和射线声学模型,建立鱼雷主动声自导作用距离预报数学模型,并采用Matlab软件编制鱼雷自导作用距离估算软件,为如何提高武器系统导引声自导鱼雷捕获目标的概率,提供了提供理论支撑。
为更好评估滤波算法的稳定性,在分析影响滤波算法稳定性因素的基础上,提出滤波算法稳定性评估指标,建立了其数学模型,构建了滤波算法稳定性评估指标体系,以卡尔曼滤波在INS/GPS初始对准中的应用为例,依据该指标体系对卡尔曼滤波的稳定性进行了评估。仿真结果表明,稳定性评估结果与理论分析一致。
船体形变的精确测量对于优化大型船舶结构设计、船体健康状态监控以及建立全舰统一空间基准都具有非常重要的现实意义,基于惯性传感器的惯性测量匹配法是船体形变测量研究的发展趋势。针对舰船静态形变角缓慢变化的特点,在传统角速度匹配法的基础上引入“准静态”模型,采用白噪声驱动的一阶Markov过程模拟静态形变角速度缓慢变化的过程,给出了新的滤波方程并进行了仿真验证。仿真结果表明,当船体静态形变处于缓慢变化过程时,传统的角速度匹配法无法估计出“准静态”形变大小,而优化的静态形变模型不仅可以稳定跟踪“准静态”形变过程,并且保持了较高的估计精度。
针对DSR协议路由修复时延过长,经常性泛洪的问题,提出一种局部路由修复算法,主要包括通过链路质量检测发起路由修复和借助地理位置信息进行路由发现两个部分。改进后的算法可以提高通信的可靠性,大大减少路由修复过程中对网络的影响,对Ad hoc在军事领域的深入研究提供一定的参考价值。
对常规导弹作战体系构成要素与活动特点进行分析,构建了基于Kuramoto的常规导弹作战体系同步模型,并给出作战体系的同步判据。根据常规导弹作战指挥体制和情报保障关系特点,归纳总结了三类典型的常规导弹作战指挥信息流程模式,通过仿真实验对不同信息流程模式下作战体系的同步效能进行评估。根据仿真实验结果,给出提升常规导弹作战体系同步效能的相关建议。
针对机载雷达组网资源管理效能评估问题,提出了基于DS证据理论和灰色关联分析相结合的综合评估方法。根据机载雷达电子战“抗自卫干扰(Self-Screening Jamming,SSJ)”的任务要求和资源管理所涉及的范围,给出机载雷达组网资源管理效能评估指标体系。运用DS证据理论(Dempster-Shafer Evidence Theory)经过对评估指标初始信度矩阵修正、融合获得指标权重,然后结合灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)计算出指标灰关联系数矩阵,最终给出评估计算结果。经DS-GRA综合评估方法与传统层次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)仿真对比表明,DS-GRA方法具有降低指标打分难度,解除指标间的耦合度,不需要进行一致性检验等优势,为机载雷达组网资源管理效能评估提供了一种较为有效的方法,也可为其他复杂大系统资源管理效能评估提供一种可行的技术途径。
针对仿真实验自动控制面临的困难问题,运用作战方案筹划中决策点概念,提出了实现方案仿真自动控制的思路和方法。首先,确定了决策点设计原则,构建了通用性决策点体系,并给出了决策点的格式化形式;其次,探讨了满足自动控制仿真所需要的战斗方案要素构成以及指挥信息元素的表格化表达方式;再次,建立了由数据化的作战方案、自动控制规则、仿真环境和仿真模型等组分等构成的仿真自动控制框架;最后,通过一个简化的陆军摩步旅进攻战斗想定验证了其可行性。
现代战争复杂多变的特点要求指挥人员提高快速决策的能力。在作战仿真推演系统研究的基础上,分析了基于实时态势推演系统与离线仿真推演系统的区别,对基于实时态势的作战推演方法、推演系统架构、态势接入与处理技术开展研究。针对态势信息中部分目标型号不明的情况,提出一种KNN邻近分类算法用于解决未知目标模型匹配,最终成果已经应用到某指挥信息系统当中。
针对目前我军装甲车辆指挥控制系统研究成果在实装试验风险高、耗资大、组织困难的现状,结合实际装甲车辆指控系统基本功能,深入分析装甲分队网络化火力打击技术的应用需求,提出了基于作战仿真试验的指挥控制仿真系统。分析了系统的整体需求,设计了系统总体结构,阐述了系统软、硬件功能组成,介绍了系统软件工作流程。该系统在逻辑上满足装甲分队网络化作战仿真指控系统的使用需求,具有较好的开放性和可伸缩性,可为研究和评估装甲分队新技术、新战法提供仿真试验支持。
针对未来空域窗拦截末端反舰导弹基本需求,以典型反舰导弹航路为例,提出了利用未来空域窗射击体制拦截高超声速反舰导弹基本步骤。同时,利用统计模拟法对未来空域窗拦截反舰导弹的毁伤概率进行仿真模拟,并与集火射击条件下的毁伤概率进行对比。仿真实验表明,未来空域窗射击体制相较于集火射击体制毁伤概率较高,该射击体制具有一定有效性。
机器学习除了要关注传统意义上的学习方法和算法精度等外,还需要关注机器学习的易用性。针对易用性,提出了一种对外提供restful接口服务的机器学习web服务引擎。通过对机器学习算法、模型和优化器等进行封装,屏蔽掉复杂的参数选取优化过程,实现简化机器学习的运用的目的。最后以垃圾邮件分类应用和漫画推荐应用为例,结构化输入训练数据,通过查询得到预测结果,完成邮件预测分类和漫画推荐功能。实验结果表明框架能搭载不同机器学习模块实现不同应用,验证了服务引擎的功能,简易的实现机器学习服务。解决了机器学习易用性的问题。
飞参记录分析对飞行状态评估及航电系统检测维护具有重要作用。针对综合射频系统多种类接口数据记录分析需求,构建一种具有综合性、高效性及通用性的飞参数据综合记录分析系统。介绍了系统总体方案设计及子系统方案设计,重点讨论了多接口数据融合、数据快速存储、数据解析及数据回放实现方法。应用实例表明,该系统解析结果准确,组合条件检索快捷,曲线分析及数据回放结果直观。系统能够服务于综合射频系统的数据分析评估工作,具有较强的实际应用价值。
目前的TNC架构存在着多个方面的局限性,这些局限性限制了TNC架构的应用场景。针对TNC架构缺乏入侵处理的缺陷,为了提高TNC架构的可靠性,使其在被入侵的情况下依然正确地完成认证,提出了一种容忍入侵的冗余服务器模型并设计了服务器集群内部的安全协议。在安全的服务器无法被黑客篡改签名的密码学假设下,模型采用服务器集群替代单点认证服务器。集群里的服务器同步完成认证,并通过多轮信息交换确定安全服务器的范围,再由安全服务器协商选举出代表服务器。代表服务器将最终认证结果交付给接入执行点。安全性分析和效率分析比较表明,模型使可信网络接入架构的可靠性明显提高,在完成安全目标的同时产生的时间开销可以被接受。
为提高传统订阅/发布系统分发态势的针对性与及时性,提出了一种基于内容的代理自主动态演化订阅的方法。该方法通过将带参数函数来作为谓词,使系统通过自主计算函数完成订阅更新,提高订阅效率。还给出了一种将该方法引入现存订阅/发布系统的方案及处理流程;最后在某战场态势信息发布/订阅系统上与传统重订阅方法进行对比实验,实验结果显示,该算法在三次独立重复实验中,消息推送及时性与精确性均优于传统方法,从用户需求变更到接收到消息的平均时间减少了30.2%,同时减少了16.3%的错误推送消息数。
新一代水面舰艇作战系统在作战体系中具有显著的节点作用,突出依据使命任务灵活配置的能力。以美国海军全舰计算环境(TSCE)、综合海上网络和企业服务(CANES)等为例,分析国外现状及发展趋势,提出可借鉴美国海军舰艇研制的先进设计理念与实现方式,以推进全舰计算环境建设作为作战系统的发展途径,重点是遵循开放式体系结构、构建面向服务的公共计算环境、采用商用成熟技术等。
