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从海上大型编队辐射管控现实需求入手,构建海上大型编队电磁辐射管控体系。研究了海上大型编队电磁辐射管控的主要作用、关键任务和核心需求,构建了由管控计划系统、管控监控系统、管控决策评估系统和管控数据库系统等四个系统构成的海上大型编队电磁辐射管控体系,分析了体系主要功能,并从组织计划、战场管控和评估反馈等三个环节研究了基于辐射管控体系的编队电磁辐射管控运行流程。研究成果对推进海上大型编队辐射管控体系建设具有重要的理论研究价值。
超时自毁功能是反舰导弹避免误击非敌方舰船的有效手段,其决策准确性对作战收益影响较大。针对其决策问题,从战术探讨入手,分析了决策必要性,确立了研究重点。根据反舰导弹性能,建立了判别非敌方舰船安全的末端禁区模型,得出了基于相对位置、雷达搜捕、飞行散布参数的非敌方舰船安全判别式,并进行了仿真示例。该研究对提高作战指挥效率具有较高应用价值。
针对MUSIC算法在低信噪比条件下性能恶化的问题,提出一种信号子空间和噪声子空间投影加权的联合DOA(Direction of Arrival)估计算法。首先该方法利用信号子空间的抗噪性,构建一个信号子空间投影加权的空间谱,然后引入高分辨MUSIC算法,获得一种新的基于信号子空间投影加权的MUSIC算法。虽然此算法提高了传统MUSIC算法的稳健性,但是分辨率却没有提升,为此对噪声子空间投影进行加权,提出一种基于信号子空间和噪声子空间投影的加权MUSIC算法,此算法既保留了MUSIC算法的噪声子空间投影,又利用了信号子空间的抗噪性,使得所提算法较于MUSIC算法有更好的稳健性以及空间分辨率。
目前对于C4ISR系统互操作性评估的方法通常是通过建模与仿真实验来完成,但现有的方法由于缺少对系统内各成员要素性能指标、敌方威胁性能指标、环境影响因素指标等可变变量的描述形式,导致无法对处在瞬息万变的对抗环境中的系统进行准确评估。针对上述问题,基于SysML语言提出了一种能够反映处于对抗环境下的C4ISR系统特征的建模方法,并实现了对系统作战进程互操作能力的评估。通过对具体案例的分析表明,该方法能够较好地描述、评估处于对抗环境中的C4ISR系统,为系统建设、组织运用和改进提供决策依据。
针对指挥对抗模拟训练中合成指挥员对于通信网系组织运用能力的需求,详细设计了通信网系组织运用能力模型的体系结构,在目前主用的定性分析方法基础上,采用改进的幂指数法构建了通信网系组织运用能力模型,并通过算例分析,验证了该模型的合理性。
通过对射击幅员、射弹、毁伤幅员的散布规律进行分析,运用数学方法,较为准确地预测了炮兵对集群目标的毁伤程度。首先,将目标毁伤程度划分为摧毁目标、压制目标、疲惫目标三个等级;然后,建立射弹散布坐标系、分析射击幅员大小和毁伤幅员散布规律;最后,通过计算炮兵覆盖集群目标的概率和毁伤目标的条件概率,建立目标毁伤程度预测模型。实例分析表明,该模型能够对集群目标的毁伤程度进行预测,为指挥员定下战斗决心提供一种有效的辅助手段。
提出了在被动全向浮标中加装北斗系统以提高浮标定位精度,进而提高对潜定位精度的构想。利用LOFIX定位原理,建立了被动全向浮标LOFIX对潜定位数学模型,并借助Matlab仿真软件将其实现。在不同信号声强比、不同浮标间距及不同浮标阵型下,将其与目前常用的浮标定位法——方位测量法进行对潜定位误差比较。对比仿真结果表明在不同条件下,加装北斗定位模块后的被动浮标对潜定位误差远小于方位测量法所得误差,且在降低虚警概率、提高有效定位比、保持定位稳定性、提高直线浮标阵搜潜能力等方面有明显优势。该结论将为日后在被动全向浮标内加装北斗定位系统提供理论参考。
针对舰船机动能力弱,以及陀螺漂移随时间发散、载体弹性形变等随机扰动等带来的惯导系统传递对准滤波精度降低的问题,提出一种基于“速度+位置+姿态”匹配法的自适应增量Kalman滤波算法。建立传递对准状态空间模型,区分类别设计自适应因子,构建增量Kalman滤波器。仿真结果表明:该算法能够提高捷联惯导系统信息利用率,仅在舰船摇摆状态下,就能实现快速对准,实时估计时变量测噪声,消除不确定系统误差所带来的干扰,对准精度高,工程应用前景广阔。
对于具有频率和方位角测量能力的雷达系统而言,多普勒频率变化率中包含目标的距离信息。将多普勒频率变化率这一测量,和方位角测量进行联合观测,在一定条件下能提高对目标的跟踪精度。分析了方位角和多普勒频率联合跟踪时,目标的可观测性问题,提出了一种基于交互式多模型和无迹卡尔曼滤波的机动目标跟踪算法,并对该算法进行了仿真分析,仿真结果表明,该算法可以有效利用方位测量和多普勒频率变化率测量,实现对机动目标的跟踪。
单站被动雷达由于可观测性较弱,对其进行航迹优化可以提高系统可观测性。给出无限制条件下的最优航路算法,以最小化克劳美劳下界的迹即精度几何散布作为航路优化的性能指标,针对实际环境,又研究只采取180°转弯条件下的时长已知和未知两种环境下的最优航迹规划算法,给出了最优的航路规划,同时给出不同情景下的跟踪误差。
基于概率统计量化评估舰艇损管指挥行动效能模型提出了一种客观评价指挥行为的方法。围绕评估指标量选取问题,按照舰艇损管基本要求构建指挥行动效能评估判据,分析了评估要素指标量转化统计量的基本策略,给出依分布律转换计算模型。遵循效能评估对象本质特征和事件树定量分析基本原理,提出基于事件树概率重要度计算评估权值的变权评估模型。运用变权模型和恒权模型分别对案例样本正态分布和均匀分布转换计算结果进行了综合效能评估计算,评估结果体现了目标对象事物发展本质规律。以指挥行为全局影响效果评价为目标,融合“突出优势”和“惩罚缺陷”评估策略对指挥行动效果进行合理量化。
指标值量化是军事训练效果评估工作的基础,其准确程度直接影响评估结论的生成。针对军事训练效果定性评估量化客观性差、准确性低的实际问题,结合训练效能评价描述标度,充分运用专家可信度主客观评价技术,提出一种基于专家可信度与区间值集结的定性指标量化方法,可为军事训练效果评估工作提供可靠的技术理论支撑,具有良好的推广应用价值。
以光电装备维修器材消耗为背景,提出多变量分数阶灰色预测模型。分数阶的引入将累加灰色模型从整数域推广到实数域,弱化了原始数据序列的随机性,增强了预测精度。以前对分数阶灰色模型的研究都是基于时间单因素的,但是光电装备器材的消耗往往和多种因素相关。因此建立多变量与器材消耗的多元回归方程,并将分数阶灰色预测与多元回归相结合,将充分发挥两者的优点。最后与某型光电装备维修器材实际消耗量比较,预测值与实际消耗值十分接近,且平均相对误差小,具有较高的预测精度。
针对指挥信息系统评估体系中存在的不准确、不完善的问题,提出了一种基于OLS-RBF神经网络的指挥信息系统的评估方法。利用RBF神经网络结构简单、收敛速度快、逼近精度高的优点,同时弱化了人为因素对评估过程的影响,使评估模型结构更加合理,评估结果更加准确。仿真结果表明,与其他方法相比,基于RBF神经网络的作战指挥信息系统模型结果的误差更小,与真实值更加接近。此外,RBF神经网络还可以广泛应用于其他模型的预测,能收到较好的效果。
针对现代空战模式与空战环境的深刻变化,结合现有UCAV的技战术性能,在考虑加入空战环境影响指标的基础上,构建了评估指标体系和具体各指标的量化模型,并以X-47B、F-16和F-18三款典型战机为例,进行实例计算分析。评估结果能够反映出现有UCAV在各方面性能上的优劣,验证了该评估方法的可行性,为UCAV的发展使用提出了需求建议。
针对预警机远海作战面临的复杂战场环境,其生存能力和对抗能力存在诸多不确定性,其导航系统综合效能的评估是当前亟待解决的问题。在分析预警机作战使用特点的基础上,构建了预警机导航系统效能评价指标体系,运用贝叶斯理论分析建立了预警机导航系统综合效能评价模型。通过算例分析,对评估的步骤和方法进行了详细的说明,验证了模型的可行性。
装备执行作战任务时常呈现出多阶段特性。分析了多阶段任务起因和建模要素,给出基于XML的多阶段任务模型表达方法。以阶段任务成功性仿真流程为基础,研究多阶段任务成功性仿真过程。结合示例,通过Markov模型解析结果与仿真结果的比较,验证仿真评估方法的有效性,可为科学制定装备使用方案提供依据。
基于高原环境,详细分析了飞机高原机场着陆过程,将着陆过程分为下滑、拉平、接地和着陆滑跑四个阶段,建立飞机着陆性能模型。为满足模型精度要求,针对飞机飞行速度与综合摩擦系数的函数关系,对飞机着陆滑跑模型做进一步改进,通过仿真验证,表明改进后的模型能够满足模型精度要求。并针对所建立的基于高原机场飞机着陆滑跑距离模型,分析海拔高度、飞机着陆质量以及风速等影响因子对着陆滑跑距离的影响。仿真表明,所建立的飞机着陆模型适用于高原机场,模型精度较高,具有一定的参考价值。
提高拖靶系统飞行速度,对于增加靶标的真实性和有效性具有显著意义。针对系统速度提升后,如何确定系统的使用边界进行了研究,分析了拖靶定高飞行工作原理,建立了拖靶、拖缆系统动力学模型,进行超低空定高飞行仿真计算,给出了拖靶提速后掠海定高飞行的使用边界。其结果直接应用于某新型拖靶的研制试验中,取得了满意的效果。
针对信息化条件下现代战争对军事物流系统提出的新要求,通过分析新编制体制下的军事物流系统,在HLA/RTI高层体系结构框架下,引入Agent技术,设计了基于HLA的Multi-Agent军事物流仿真系统模型。首先对军事物流系统进行了分析和个体Agent抽象,将军事物流仿真系统看作是一个联邦,设计了系统的非Agent联邦成员和Agent成员,并着重对保障旅Agent成员和后方仓库Agent成员进行了详细分析和建模。通过对军事物流系统和联邦成员间的功能和协调关系分析,最后设计出系统的基于HLA的多Agent仿真系统模型,为新编制体制下的军事物流系统研究提供实际参考。
为解决综合电子信息系统设计过程中数据共享和流程协同的问题,针对综合电子信息系统的协同设计流程和组织模型进行了研究,借鉴CSCD在工业设计领域的经验,设计了协同设计平台,建立了协同设计工作效率评估模型。并针对实际系统设计案例,通过分析和仿真试验,验证了该方法在系统设计效率和协同度等方面有一定的提升。
针对防空反导末制导段攻击机动目标的问题,以零化弹目视线角速率为依据,设计了一种性能较好的滑模变结构导引律。该导引律在攻击机动目标时具有较高的制导精度,整个攻击过程的弹目视线角速率变化较小,有效解决了抖振问题,同时实现了导弹法向过载的合理分配。仿真结果验证了该导引律的有效性。
在外场试验条件下,舰炮系统对于空中目标打击的命中和毁伤效果较难统计和评估,通过构建模拟战场环境和威胁目标航路,驱动舰炮系统完成捕获跟踪目标、解算诸元、模拟射击等工作过程,建立半实物仿真环境,计算射击弹丸的外弹道与理论目标航路的空间位置,进行命中判别和毁伤评估。可应用于舰炮系统的射击效果自检或试验场的射击效果评估。
由于搭载于水雷、潜艇等水下军事平台的水下激光告警器接收到的光信号强度的动态范围较大,容易导致光电流过小或饱和,初步分析了告警器接收光信号动态范围较大的原因,并提出了一种基于光电倍增管+MCU的技术解决方案,实验证明本方案可靠有效。
采用大地主题解算方式实现大口径舰炮远程对岸靶标射击,通过舰载跟踪雷达跟踪弹丸弹迹数据进行落点预测,在火控解算中进行射击校正,提高武器系统对岸打击效能。结合对岸靶标实弹射击验证,分析了无人机图像匹配、经纬度目标定位、弹迹测量解算、弹道气象初速等因素对射击精度影响,为舰炮对岸靶标射击弹道跟踪预测校正提供了作战使用技术支撑。
多平台数据融合精度试验通常采用实兵动态试验的方式进行,动用兵力多、组织实施困难、试验效费比低。为解决该问题,提出了运用历史实测数据进行多平台数据融合精度模拟试验的方法,并在分析该方法的基本原理和信息流程基础上构建了模拟试验环境,探讨了基于历史实测数据的数据融合精度模拟试验的具体方法。结果表明: 该方法操作方便灵活、态势设置逼真,可以节省试验兵力,提高试验效益。
根据防空反导装备的战备要求和功能结构,提出了一种基于故障风险的状态维修决策方法。对防空反导装备采取状态维修的可行性进行分析,并对状态维修的项目进行了逻辑决断分析。基于等故障风险的原则确定最佳监测间隔周期,并以单位时间维修费用为目标确定最优监测次数。实例表明,该方法可确保装备的战备完好性并提高维修的经济性,对于防空反导装备状态维修决策理论具有借鉴意义。
针对传统功率类电子产品测试中,静态负载不能完全模拟实际负载的问题,而目前的电子负载响应速度慢、精度不高、测试能力不完善及其稳定性较差等问题,提出了一种新型的直流电子负载设计方法。系统通过采用高精度电子器件及合理的电路板布线方法,提出了提高输出电流精度的设计方法,实现了高精度、转换速度快并且具有过压保护及自动测量功能的直流电子负载。同时系统采用数字处理器对取样电流进行实时控制,提高了反应速度,达到了较高精度,并且有较好的动态特性和静态特性,可以对线性电源、开关电源、变压器等电子设备进行多种测试。
随着交付部队的武器装备数量越来越多,售后服务管理工作的压力也越来越重。为了将装备的维护与维修、履历管理、技术支援、备件管理等各类综合保障活动集中进行统一的管理,根据实际业务需求,深入研究了售后服务活动内容、现状与问题,提出了一种符合实践需求的售后服务管理系统建设方案。该方案对武器装备交装后各种保障信息的收集和使用进行了规范,工作效率得到有效的提高,为后续新型或者改进型武器装备的综合保障设计提供了数据支撑。
基于CST软件采用SBR算法对新型二十面体三角形角反射器(ITTCR)在10 GHz频点两种极化方式全角域静态RCS进行了仿真。分别采用Lognormal、Weibull、Burr模型对全角域RCS进行统计建模,Kolmogorov-Smirnov检验结果表明Burr具有较好拟合效果。研究成果为ITTCR的性能评估提供重要的仿真依据和理论支撑。
舰载雷达、通信、电子战等射频设备需要同时担负多种任务,受安装空间等因素的限制,要求射频设备尽量实现集成优化设计,具备多功能一体化能力。系统地分析了国外舰载射频设备集成技术的发展现状,研究提出了舰载射频设备集成设计需要解决的主要关键技术。
