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探雷声纳搜索海底时发现目标数量多,重合点少,现有方法难以快速有效识别水雷。对此提出一种基于概率特征的目标分类技术,通过多次搜索获得小目标发现率,根据错判概率最小准则确定分类判据,对概率差异明显的目标实现有效分类。对以往的实际搜索数据分析结果证明,该方法能有效剔除大部分低概率小目标,减小待处理目标数量,显著提高探雷声纳的综合搜索效能。
为明确武器系统的结构和功能需求,提出了基于对象过程方法论(OPM)作战概念的武器系统需求确定研究方法。该方法通过构建面向威胁的武器系统作战概念,以OPM方法逐层展开来展示系统的目标及具体需求配置,最后对模型进行推演得到初步验证和校核,有效地保证需求规格的正确性和一致性。以无人机反导防御系统作为案例,说明了该方法的有效性。
采用毫米波技术能够提高雷达的角跟踪精度,克服多路径和低角跟踪时的海杂波干扰问题,改善低空跟踪性能。为满足拦截超声速目标作战要求,论证了舰炮火控系统对跟踪距离指标需求,根据跟踪雷达的距离方程,仿真计算了大气衰减、降雨衰减、不同相对湿度能见度条件下3mm波雷达作用距离分析。最后为避免毫米波受气象影响因素,并最大程度利用其在低角跟踪方面的优势,采用“厘米波+毫米波”架构,为舰载3mm波跟踪雷达的应用提供支撑。
为解决兵力需求预测时对抗兵种单一、目标分配不明的问题,针对机载武器系统的性能特点,以规范交战方式为基础,定量描述了担负不同作战任务的兵力变化对作战结果的影响,建立武装直升机编队兵力需求计算模型,并结合作战情况要求,解算出最优兵力编组和挂载方案。实例验证结果表明,模型高效可信,能够为编队对地攻击兵力需求预测提供科学的理论依据。
针对传统的舰艇编队防空威胁评估方法只考虑特定时刻来袭目标的不足,同时考虑决策专家对目标威胁度偏好信息起到的重要作用,提出了一种基于动态直觉模糊群决策的舰艇编队防空威胁评估方法。该方法首先建立动态直觉模糊多属性群决策矩阵。其次,采用信任度函数、直觉模糊熵和正态分布法分别求取决策者权重、指标属性权重和时间序列权重,更具客观性。然后,通过引入直觉模糊交叉熵方法,提出一种改进的VIKOR方法。该方法充分考虑待评估矩阵各因素对评估结果的影响,使得来袭目标对舰艇编队威胁程度的排序更具合理性;最后,通过仿真实例结果表明提出方法的有效性。
针对传统自航式声诱饵驶近目标时,声诱饵无法根据实时对抗态势选择对抗弹道的缺点,提出了一种具有被动定位功能声诱饵的对抗弹道模型。通过对声诱饵的相对运动速度分析,将对抗态势分类,按照诱骗鱼雷偏离原航向最远的原则,从机动时机和机动角度等方面出发,建立各态势下的最优对抗弹道模型。利用Matlab软件仿真,得到了在几种不同对抗态势下,声诱饵的最优对抗弹道。结果分析表明,该对抗方法能有效对抗鱼雷,提高潜艇的生存概率。
介绍了国外水面舰艇鱼雷防御武器系统的研究现状,分析了水面舰艇鱼雷防御武器系统的发展趋势,提出了新型鱼雷防御武器系统发展框架,探讨了系统的关键技术和作战使用流程。仿真结果表明,软硬武器综合拦截鱼雷能有效提高水面舰艇的生存能力。
针对时延约束下多智能体编队的动态跟踪问题,提出了一种与模型无关的控制算法,并运用实用稳定性理论、图论和矩阵分析等工具,实现了多跟随者在时延影响的有向通信图下对单动态领航者的实用跟踪。基于Matlab的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)工具箱,以三自由度(Three Degree of Freedom, 3-DOF)的无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicles, UUV)进行数值仿真实验,可证明算法的正确性。
针对传统的火力规划方法的不足,提出了基于双层合同机制的火力规划方法,很好地解决了网络化作战下的“目标-武器”的匹配问题,具有响应武器快,资源配置灵活等优点。介绍了该方法的具体步骤以及关键数学模型,将此方法应用于网络化作战的火力规划,并通过仿真验证说明了此方法的有效性。最后对此方法在未来军事领域的应用前景作了简要说明,提出了进一步的改进方向。
无源相干雷达具有反隐身、抗干扰等诸多优点,对其实施有源干扰存在一定难度。通过分析无源相干雷达的工作体制特点,给出了判断雷达部署区域的基本方法,分析了对其实施噪声压制干扰和欺骗干扰的技术可行性,最后结合实测雷达数据仿真分析了远距离压制噪声对关键信号处理过程的干扰效果。研究结果表明,对无源相干雷达实施远距离噪声压制干扰在技战术上具有一定的可行性。
针对无人机高强度空战对抗问题,开展智能决策方法研究。分析了目前无人机空战决策方法的研究进展,总结了影响空战决策方法适用性的主要原因。针对空战决策的实时性和不依赖飞机运动学模型的需求,提出了基于DBN的无人机空战决策模型。综合分析无人机可以获得的机载传感器和情报信息,从中提取出影响无人机机动决策结果的态势因素,依据各因素间的因果关系,建立了无人机空战决策模型的网络拓扑结构。阐述了网络模型有向弧条件概率表、决策节点状态转移概率的设计思路。设计了网络决策模型的前向递归推理算法,并进行了算法复杂度分析,分析表明算法时间复杂度在可接受的范围内,能够满足工程应用的要求。最后,开展典型战场态势下的单机对抗仿真实验。仿真结果验证了决策网络的适用性以及推理算法的收敛性和实时性,表明动态贝叶斯网络空战决策模型提高了无人机机动决策的有效性和灵活性。
为给反潜巡逻机应召搜潜提供决策支持,根据已知的潜艇概略航向和概略位置坐标,利用多基地声呐的优势,建立了三种反潜巡逻机应召布放多基地声呐浮标拦截阵搜潜模型,依据声波衰减原理,通过Matlab仿真了初始距离、潜艇初始概略分布、潜艇经济航速、潜艇初始概略航向、潜艇航向分布、布放距离和被动浮标布放个数对各方案搜潜效能的影响。结果表明,三种方案的搜潜效能都随着初始距离、潜艇初始概略分布、潜艇经济航速、潜艇初始概略航向的增大而减小,潜艇航向分布对搜潜效能影响不大。在相同条件下,弧线多基地阵的搜潜效能最佳,并能根据实际情况选择合适的布放半径和被动浮标布放个数。该方案适用于反潜巡逻机应召搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义。
针对反潜巡逻机使用被动全向声呐浮标对潜跟踪问题,探讨了声呐浮标对潜跟踪布设方式,研究了声呐浮标对潜跟踪方法,分析了反潜巡逻机使用声呐浮标对潜跟踪的全过程,并进行相应战术计算,重点对对潜跟踪战术指标进行仿真分析,以图表的形式给出了相应结论,为反潜巡逻机对潜跟踪研究提供参考依据。
根据便携式通信对抗装备工作原理,结合电子战中其作战运用特点,对传统WSEIAC模型进行改进,用系统分析的方法构建便携式通信对抗装备作战效能评估指标体系,提出了数学模型和研究方法,实现了对便携式通信对抗装备作战效能的定量评估,可为相关领域研究提供参考。
针对破障装备的编组问题,利用概率型网络时间参数计算方法,构建了工程兵破障装备编组运用效能评估模型。结合示例分析计算了给定障碍配系和破障时间条件下,不同装备编组完成破障任务的概率。该模型可为工程兵破障装备编组运用方案优化提供理论支撑。
影响飞行仿真系统实时性和逼真度的重要因素之一,是在力与力矩模块求解中的气动导数求解。气动导数作为飞行动力学仿真模型计算的输入量,其求解运算的精度和效率,将在很大程度上影响着仿真系统的成败。在飞行仿真中,常用的插值算法有线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值、三次样条插值。针对这四种插值算法,首先从数学原理上进行初步分析,然后根据风洞实验获取的一组原始气动数据,利用Matlab进行插值实验对比,进一步从四种算法的运算时间、精度上比较分析,最后总结出四种算法的特点。
为了从多个导弹武器系统中选择效能最高的导弹武器系统,采用可拓学中提出的多级优度评价方法,从评估导弹武器系统效能的多级评价指标出发,对导弹武器系统的效能进行全面评价。通过引入关联函数,刻画导弹武器系统效能的评价指标满足要求的程度,计算关联度和规范关联度,计算出各级评价指标的优度和导弹武器系统效能的优度,为辅助决策者选出效能优度值最大的导弹武器系统提供一个新途径。
以指挥信息流的仿真建模需求,构建满足面向指挥信息流仿真的模型框架为目的,基于组件化建模、分层设计和模块化组装的思想与方法,设计了一种灵活、可扩展的仿真模型集成框架,重点对指挥控制组件、任务组件、知识库、感知组件以及通信管理器等核心组件的功能与结构等进行描述,该框架实现了仿真引擎与仿真模型的独立管理和一体运行,满足了面向指挥信息流的仿真应用需求。
针对联合作战中空间信息需求的响应路径分析问题,分析了空间信息需求响应体系的组成和运行方式,描述了空间信息需求的满足判断方法,剖析了空间信息需求响应的过程,设计了仿真实现方法,并进行了案例仿真,对方法进行了验证。
信息化战争形态的不断演变,催生了与信息化作战背景相适应的体系破击新战法。单纯的概念演绎将无益于体系破击战法研究的深入,作战实验成为战法研究的新途径。基于复杂网络视角分析体系破击作战机理,将网络指标与战法内涵相结合,提出了几种体系破击战法的量化描述与算法形式,内置于开发的实验平台,通过动态推演进行战法效果评估实验,取得了有价值的结论,研究促进了战法的实用,对推进我军军事转型,打赢未来战争,具有重要的理论意义和应用价值。
为了系统描述战场电磁环境,提出了一种适用于战场区域电磁环境数据场可视化的理论表征方法。该方法针对能-空域表征在一定作战区域内雷达、电子战、导航、通信等电子设备整体辐射能量分布情况,能够反映当前时刻、指定频率下不同地理位置、不同地面高度的电磁能量全空域分布特性。
对伪装后的军事目标进行伪装效果评价,通常依据伪装前后目标图像特征的改变情况进行评价。光照环境影响导致采集的图像质量下降,对提取目标图像特征会产生不利影响,从而影响伪装效果的评价。针对光照环境对目标图像特征的影响,提出一种结合局部二进制模式(LBP)与灰度共生矩阵的目标纹理特征提取方法。该方法首先通过局部二进制模式(LBP)算法提取目标图像不受光照影响的图像特征信息,然后对局部二进制模式(LBP)图像提取灰度共生矩阵,获得描述图像纹理特征的5个特征值。通过对比实验表明该方法可以有效降低光照环境因素对伪装效果评价的不利影响,使伪装目标的伪装效果评价结果更加准确可靠。
Tilcon是用于嵌入式系统且支持多平台的人机交互界面开发工具。针对多目标信息排序系统,在VxWorks上利用Tilcon作为图形开发工具,设计了软件系统架构,并围绕人机信息交互、系统多页面交互显示、中文显示和目标动态显示,给出了相应的实现方法,实际应用表明,该人机交互软件体系结构清晰,操作简便,可靠性高,显著提高了人机交互效率。
舰船目标立体RCS是检验舰艇电子战武器作战效能的主要指标,由于雷达波入射角度不同,其RCS值存在差异,针对外场舰船立体RCS测量特点和规律,结合舰船RCS电磁仿真计算数据分析,提出基于特征选择校验法RCS差异分析方法,综合分析不同入射角RCS方向序列的全局差异量,得到舰船立体RCS外场测量入射角间隔,为机载平台RCS测量方案设计提供了依据,提高了外场测量试验效费比,同时该方法对新型高弹道导弹武器系统试验供靶分析具有一定的指导意义。
针对指控系统中大批量动目标态势显示中存在的效率低下问题,研究了战场态势实时处理与显示效率的限制因素和GPU并行加速技术在图形处理与显示方面的应用。通过在指控系统的态势显示中引入GPU并行加速图形处理技术,给出了基于GPU加速策略的战场态势实时显示系统设计和显示优化方法。实际测试表明,该方法显著提升了大批量动目标战场态势实时显示效率,增强了战场态势实时显示的流畅程度。
飞行参数数据的处理对飞机的飞行安全至关重要,而飞行参数数据的误差会显著影响飞行参数数据处理的结果。分析飞行参数数据误差的基本组成,研究飞行参数数据误差中非常规误差的消除方法,给出了四种适用于对不同类型飞行参数数据进行异值剔除与缺失数据估计的方法,仿真结果表明这四种方法大大提高了飞行参数数据的有效性,使飞行参数数据后期处理更便利。
以意大利奥托76mm舰炮对空驾束制导炮弹为背景,为提高炮射制导弹在有限机动能力下拦截反舰导弹作战效能,针对多发制导炮弹同时制导存在过载受限的问题,在原有的作战流程基础上,提出了一种改进的动态前置导引方法。该方法通过计算制导炮弹在给定最大过载条件下运动范围,解算照射器指向参数,实现对制导炮弹过载控制。建立了制导炮弹拦截三种末端机动样式的反舰导弹仿真模型,仿真结果表明,在考虑传感器跟踪误差的情况下,该方法能有效改进制导炮弹过载负荷。
从系统特点及验证定义出发,给出一种指挥信息系统验证的方式,即搭建验证支撑软件平台,采用实际系统与仿真手段的方式,构造真实实战条件的作战环境。针对指挥信息系统验证的共性需求和总体要求,梳理出验证支撑平台场景构建、要素建模、资源集成、数据共享、数据管理等关键技术,分析其内涵并提出了详细技术解决方案,最后得出结论。
基于总能量控制的下滑波束导引系统可以在无人机自动着陆时实现飞行速度与飞行航迹的解耦控制,从而控制无人机沿下滑线精准下滑。在研究下滑波束导引系统与总能量控制理论基础上,搭建控制系统结构及选取合适控制参数,并在Matlab/Simulink中建立无人机仿真平台,对此控制系统进行仿真研究。仿真结果表明:在整个下滑着陆过程中,基于总能量控制的下滑波束导引系统可以在实现油门与升降舵联合控制速度与下滑航迹,控制无人机快速、准确地跟踪下滑线,完成精确定点着陆。
