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针对无人机空战中单机对抗模式态势评估既要综合考虑连续型和离散型变量的影响,又具备不确定性的推理能力的特点,建立了一种基于混合动态贝叶斯网络的无人机空战态势评估模型。分析空战中敌我飞行数据,提取空战中战斗力要素,依据因果关系建立混合动态贝叶斯网络模型的网络拓扑结构。利用主观经验和历史数据,设计了先验概率、条件概率和状态转移概率等离散型网络参数及正态分布式连续型网络参数。采用链式算法和滤波算法进行网络推理。经仿真实验验证,证明了混合动态贝叶斯无人机空战态势评估模型具备快速性、有效性和容错性。
针对威胁联网问题,首先定义了基于雷达探测概率和防空导弹目标航路捷径的威胁联网概率,建立了威胁联网模型,并改进航迹代价函数,采用同步元胞遗传算法进行了航迹规划。仿真结果表明,此方法规划出的航迹能有效提高威胁联网下的无人机突防的生存概率,为威胁联网下的航迹规划提供了一种新思路。
在分析预警机信息支援下岸舰导弹部队作战过程的基础上,提出了岸舰导弹突击敌海上目标时预警机的阵位配置方法;分析了岸舰导弹部队部署位置、敌来袭海上目标位置及其作战能力、我受威胁兵力等因素对预警机阵位配置的影响,建立了定量计算预警机阵位配置的数学模型。通过算例,仿真计算了各因素影响下的前出距离、巡逻空域边长、巡逻端点等预警机阵位配置参数,验证了模型正确性,其结果可为岸舰导弹作战使用提供决策参考。
在分析助推滑翔高超声速反舰导弹飞行弹道特点的基础上,建立了末制导雷达搜索过程仿真模型,并使用蒙特卡罗法仿真计算了在自控终点散布误差、导弹飞行速度、目标散布等因素影响下的末制导雷达搜索面积及捕捉概率。通过仿真分析得出了助推滑翔高超声速反舰导弹末制导雷达的搜索规律,为助推滑翔导弹的作战使用提供理论支撑。
为满足海战场战术推演对反舰导弹弹道模拟需求,对反舰导弹典型战术应用中的导弹特征进行分析,提出战术推演中反舰导弹弹道模拟的关键要素;利用分段建模的思路,基于空间几何曲线建立反舰导弹自控飞行弹道模型,基于比例导引法建立反舰导弹自导飞行弹道模型;通过仿真实例对弹道模型功能和可控性进行验证,结果表明建模方法能够满足推演需求。
针对声呐浮标搜潜作战运用问题,分析了4种声呐浮标的典型阵型及其特点;分别建立了适用于任意间距、不同探测半径的两枚与三枚声呐浮标探测区域重叠面积的解析计算模型;以建立的模型为基础,以线形阵为研究阵型,对声呐浮标阵有效搜索面积的计算方法进行了研究;最后仿真计算了布设数量、布设间距等因素影响下的声呐浮标阵有效搜索面积,验证了模型的正确性。对声呐浮标搜潜作战的辅助决策和发现概率等关键指标的评估计算提供了有效支持。
首先分析了软硬防雷武器综合使用存在声兼容问题,提出了边界约束条件下如何布放悬浮式深弹取得最大拦截概率的优化问题。针对拦截目标为“声自导”或“线导+声自导”鱼雷,分别建立了考虑边界约束的悬浮式深弹布放位置优化模型,根据“复合形”算法的特点对优化模型的目标函数和约束条件进行了优化,分析了该优化模型最优解的计算流程并进行了算例验证。结果表明:该布放位置优化模型及算法正确,可为软硬防雷武器综合使用时确定悬浮式深弹的布放位置提供技术支撑。
以掩护目标突防为作战背景,建立了多部干扰机干扰下的综合暴露区模型,计算了综合暴露区的面积,分析了多部干扰机同时干扰使综合暴露区产生“突出”部分的现象及原因。计算了按扇形部署多部干扰机时,相邻干扰机之间的夹角变化对综合暴露区面积和“突出”部分面积之间的影响关系。最后根据具体实例,计算了干扰机间的最优夹角。
研究海上机动目标散布规律对反舰导弹作战决策具有重要意义。在分析正态圆分布下目标以确定速度和未知方向机动散布的内涵特征基础上,基于条件概率密度方法建立了CND-CS-UC散布概率密度模型,证明了CND-CS-UC散布所具有的四条重要性质,推导了目标落入正方形和圆形散布区概率的优化计算方法。理论推导与数值分析表明:直角坐标系下,CND-CS-UC散布概率密度关于过原点的任意垂面对称,概率密度等值线呈同心圆分布;极坐标系下,当目标机动距离大于3倍的初始定位均方差时,CND-CS-UC散布概率密度可用正态分布近似,两者的吻合度94.97%以上。
为提高坦克装甲车辆的防护水平,开展反末敏弹武器系统的研究。介绍了反末敏弹武器系统的组成及工作过程,针对反末敏弹武器系统的特点,对系统拦截弹的数学模型进行了研究,该研究可为反末敏弹武器系统命中精度的提高提供参考依据。
针对多弹型混合火力分配问题的特点,对其决策变量、目标函数、约束条件进行了研究。基于遗传算法的一般流程,设计了染色体编码规则、初始种群与适应度函数的计算方法、染色体交叉和变异方法,建立了多弹型混合火力分配优化计算模型。仿真结果表明,该模型在计算可靠性、计算效率以及解集的丰富性等方面都有较好的结果,能够为多弹型混合火力打击作战运用提供一种火力分配优化方法。
针对传统的鱼雷发现概率统计计算方法计算量大的问题,从目标散布与鱼雷散布误差入手,分析了各个目标要素及鱼雷射击提前角误差传播规律,利用误差转播定理建立了直航鱼雷发现目标概率的解析计算模型,通过与传统的蒙特卡洛统计法对比分析,验证了解析计算模型的正确性,为鱼雷发现概率的实时预估和鱼雷控制参数的实时优化奠定了基础。
鱼雷报警性能是影响反鱼雷鱼雷作战效能的重要因素之一,根据反鱼雷鱼雷的作战流程,分析了鱼雷报警声呐的性能特点。在反鱼雷鱼雷三种拦截方案基础上,设计了直航+迎面的反鱼雷鱼雷拦截弹道,建立了弹道模型。利用蒙特卡洛法仿真计算了鱼雷报警距离、探测精度、反应时间等因素对反鱼雷鱼雷的拦截效果,分析和仿真结果表明,鱼雷报警声呐性能对反鱼雷鱼雷的拦截概率影响较大,是影响其作战效能的敏感指标。
分析了杀伤破甲子母弹的威力特性,将其潜在打击目标分为两类:有生力量和集群装甲,分别建立了适用于打击有生力量的面积覆盖模型和适用于打击集群装甲的命中数模型。针对制导火箭弹的特点建立了射击误差模型,推导出综合考虑射击精度和毁伤能力的毁伤概率计算公式。最后,应用该方法对两类典型目标进行模拟打击,结果表明该方法合理可行,对同类武器的射击效率评估具有一定的参考价值。
为有效评日常估防空作战中异常空情的威胁等级,在传统威胁评估模型的基础上,综合考虑敌我双方多种因素的影响,提出了异常空情威胁等级评估的新方法。利用动态贝叶斯网络从目标攻击意图和作战能力角度出发对空情目标信息进行推理得到目标威胁程度,作为异常空情的收益;运用RBF模糊神经网络对影响我方防空作战能力的信息获取、拦截打击等因素进行评估得到我方异常空情应急处置能力水平,作为异常空情的成本,最后以和差的形式给出异常空情威胁等级。仿真结果表明该方法科学有效,计算结果符合处置实际。
为便于指挥员掌握陆军战术通信营作战能力,从评估需求和作战机理两个方面分析了指标体系构建思路,由此构建了面向作战筹划和指挥控制的陆军战术通信干扰营作战能力评估指标体系,并对各个指标进行了说明,最后通过作战运用示例,验证了该指标体系在指挥员作战筹划和指挥控制中的有效性。
预警机作战效能直接关系到其完成作战任务的能力。采用科学方法对预警机作战效能进行评估,对未来作战中合理地使用预警机意义重大。基于摧毁目标期望值的预警机作战效能评估,是在对系统效能分析的基础上,结合相关参数指标和实例,建立相应的数学模型,计算击落空袭突击飞机架数的数学期望值,得出防空效率,以解析方法计算预警机能获取的不同作战效能来间接评估预警机的作战效能。
针对近程反导舰炮武器系统作战能力难以有效、准确评估的问题,以OODA环作战过程模型为框架,系统分析了近程反导舰炮武器系统工作流程,建立了近程反导舰炮武器系统评估指标体系,引入一种多变量统计评估方法——结构方程模型(SEM)方法,构建了一种近程反导舰炮武器系统作战能力评估模型。运用专家评估法采集所需样本数据,采用AMOS24.0软件进行模型参数估计和检验,得到了基于SEM的近程反导舰炮武器系统作战能力评估模型。经计算分析与验证表明,该评估模型是可接受的,能为近程反导舰炮武器系统的装备采办和现役装备的作战能力评估提供参考,也可为其他武器系统作战能力评估提供一种可行的技术途径。
交互桌面是人机交互技术与领域应用紧密结合的群组协作平台,在作战仿真等领域具有重要的应用潜力,目前交互桌面在作战仿真中的应用范围与深度都非常有限。为更好地应用这一平台,从自然交互、多人操作、水平放置、遗留系统改造等方面阐述了该平台在作战仿真中面临的技术挑战,以及初步应对方法。同时,为探讨交互桌面在作战仿真中的应用模式,设计了一个基于交互桌面、以用户为中心的未来作战仿真场景。
现有的战位设计采用的方法主要是对比分析和借鉴,并利用定性分析的方法对战位进行优化。从水面舰艇编队指挥所战位设置主要特点出发,结合典型编队作战流程,利用过程语言进行基于作战流程仿真的战位优化设计研究,力图探索一种基于作战流程仿真的优化设计方法,对编队指挥所战位加以优化改进。通过设定作战条件和仿真目标,输入参数,建立仿真过程,分析仿真结果,根据结果判断现有战位是否满足编队作战需求,进而进行优化设计。
开发装备作战需求方案质量评估推演系统是实现需求论证工程化的重要环节,是提高装备需求论证质量与效率的有效手段。通过对推演系统功能需求进行分析,明确了系统设计框架,采用面向实体的系统分析方法建立仿真推演模型,基于XML的信息抽取技术从需求方案中提取推演所需要的信息。该系统降低了人的主观因素对评估结果的影响,提高了评估结论的可信度。
为解决电网运维多种设备协调运行不稳定、监控不及时的问题,针对国家电网“四线一库”的现有设备资源,以设备日常运维作业和管理的安全性为目标,对自动化巡检和智能运维系统的架构及组成进行了详细分析和介绍。在对国家电网“四线一库”智能运维系统的整体架构进行详细总体介绍的基础上,对各子模块的功能结构、数据架构、集成架构以及物理架构进行了详细分析和介绍。实际运行情况表明,该系统作为电网大系统“四线一库”智能化运维的专业技术支持平台,可以有效保证协调平台大系统运行的稳定性和安全性。
直接序列扩频(DSSS)是通信数据链中广泛采用的一种信号调制方法,而实现伪随机码(PN码)同步是直接序列扩频通信系统正常工作的前提。从分析伪随机码的结构出发,研究了一种采用改进延迟锁相环的伪随机码跟踪方法,在传统延迟锁相环的基础上,将改进坐标旋转数字(CORDIC)算法应用到数控振荡器(NCO)中,极大减少了对于硬件资源的占用。基于最小二乘法直线拟合的原理,提出了一种本地PN码和输入扩频信号的相位差算法,能够实现更加精确的同步。改进后的延迟锁相环跟踪系统在硬件实现上更为简单,通过Quartus II和ModelSim软件进行仿真,验证了这种改进方案的可行性。
颜色是图像的重要特征,目前对图像颜色复原时存在较大失真现象。依据图像颜色信息损失的物理原因,提出在XYZ颜色空间对原图像进行辐射衰减补偿和去除大气光幕影响,从而实现图像的颜色信息复原。采用复原前后图像颜色与景物颜色的色差衡量图像颜色的复原效果,实验结果表明与现有的图像颜色复原算法相比,本文提出的算法复原的图像颜色失真程度最小,有利于进一步的图像特征提取。
在分析对海雷达、光电等传感器探测威力时,对海上可视域分析非常关键。现有可视域分析方法在对海应用方面有以下不足:一是缺少可用的沿海高程数据。美国航天飞机测绘任务(SRTM)数据仅针对陆地地形,海上高程数据进行特殊标记而无法直接应用;二是现有可视域算法采用固定步长的逐点计算方法,计算复杂度高,难以满足实时性要求。为此,在对SRTM数字高程数据(DEM)预处理基础上,提出一种可变步长的快速可视域分析方法。仿真表明,本文的方法对海上岛屿的遮挡盲区建模精度合理,时间提升1个数量级以上,已应用于某实时对海探测系统中。
精确提取应答触发信号是直升机引导雷达应答信号产生器的设计难点,综合运用定向喇叭天线、门限检测、模板匹配和D-S证据理论、最小触发遮蔽等技术,精确地从被测雷达周围的导航雷达信号、近区杂波、接收通道噪声、多径效应干扰信号中提取了应答触发信号,设计了直升机引导雷达应答信号产生器,解决了直升机引导雷达无引导功能检测手段的难题,提高了维修保障效率,具有较高的军事、经济效益。
激光导引头在研制过程中需要对接收性能、辨别目标真伪的能力、系统抗目标性能进行相关测试试验。由于外场试验耗费高,耗时长,很容易受天气条件等模拟条件限制,需要一种实验室内的试验设备对激光导引头的性能进行测试和评价。因此,介绍一种实验室内的激光测试模拟系统,重点介绍系统关键设备——激光目标模拟器的设计。给出了激光目标模拟器的设计原理、结构组成,以及实现的关键技术。
虚拟维修作为新兴的维修技术手段,在维修拆卸过程规划方面存在不足。为解决复杂装备的拆卸规划问题,在Petri网的基础上引入解释结构模型,构建了十元组的解释结构Petri网模型,实现对装备零部件的子系统划分和层级划分;将人体工效因素纳入拆卸过程的约束条件,并利用Jack平台对人体工效指标进行定义、评价和二次开发,完善对维修拆卸过程的描述;结合遗传算法,针对某型变速箱进行了实例分析,验证了模型在虚拟拆卸序列规划的良好效果。
风对飞行器的无控飞行轨迹具有重要的影响,若无法获取飞行高度范围内的风速变化规律,则很难准确估计出常规炮弹及修正弹的落点。为了提高弹道预测的精度,提出了一种利用无控弹道测量数据及气动参数进行水平风速辨识的方法。推导了有风条件下炮弹的动力平衡角变化规律,并进一步给出了飞行过程中炮弹加速度与风速之间的关系方程。采用序列二次规划的方法,利用弹道测量得到的弹丸加速度数据估算出不同高度下纵向及侧向水平风速的大小。仿真结果表明,所提出的方法可以有效地估计出不同高度及方向上的水平风速。
