运用时空大数据增强战场态势感知能力

时空数据是同时具有时间、空间和专题属性的三维数据。近年来,时空大数据技术领域取得重大进展,时空大数据也开始逐渐应用于战场态势感知,辅助联合作战指挥决策,推动了智能化战争的快速演进。本文基于未来战场对一体化联合作战战场态势感知的新要求,从用于支撑战场态势感知的时空大数据平台构建、时空大数据来源拓展和平台的优化利用等三个层次,探讨了打造军事作战资源"一张图"以支撑一体化联合作战战场态势感知的可行性;同时,对时空数据结构、数据平台和数据分析计算方法等方面进行了深入分析和重点布局。研究成果可对解决"参战力量在哪里,可配合的友邻力量有哪些,能使用的军事资源有什么"等问题和提升基于时空大数据技术的联合作战、全域作战能力提供技术及理论支撑。     

【专题】运用时空大数据增强战场态势感知能力

时空数据是同时具有时间、空间和专题属性的三维数据。近年来,时空大数据技术领域取得重大进展,时空大数据也开始逐渐应用于战场态势感知,辅助联合作战指挥决策,推动了智能化战争的快速演进。本文基于未来战场对一体化联合作战战场态势感知的新要求,从用于支撑战场态势感知的时空大数据平台构建、时空大数据来源拓展和平台的优化利用等三个层次,探讨了打造军事作战资源“一张图”以支撑一体化联合作战战场态势感知的可行性;同时,对时空数据结构、数据平台和数据分析计算方法等方面进行了深入分析和重点布局。研究成果可对解决“参战力量在哪里,可配合的友邻力量有哪些,能使用的军事资源有什么”等问题和提升基于时空大数据技术的联合作战、全域作战能力提供技术及理论支撑。     

近距格斗规避方式研究

空中格斗过程中,当歼击机处于有利位置时,飞行员应操纵歼击机进行机动飞行以便能采用一定的攻击方式攻击目标飞机,当飞行员判断出空战态势对其不利时,往往采用一定的规避机动方法躲避敌机的跟踪和攻击。文中重点阐述了歼击机在空对空格斗状态下常用的几种规避机动方式:逃逸法、保持航向正切法和终端消极偏差法,给出了其定义,分析了其主要的运动特征,并对规避路线运动学方程及边界等运动特性进行了一定的研究。     

不确定条件下作战筹划态势研判风险预测方法

针对战场态势不确定、复杂繁多导致研判过程风险预测准确性差的问题,提出构建态势-风险模型并构造风险可能性分布以实现对风险的精准预测。首先,从敌情、我情以及战场环境态势研判内容入手建立风险预测指标体系;其次,剖析态势信息对风险的作用方式,构建指数、Z型、正切等风险模型并计算风险取值区间;然后,以可能性理论中模糊函数构造法为基础,以权重差和不确定性测度为依托,在风险取值区间内构造风险可能性分布;最后,采用某防御任务实例,结合专家系统及云模型方法进行实验,验证了所提方法的可行性和合理性。结果表明,在风险预测时所提方法能够充分考虑态势信息的不确定性,为后续筹划决策制定提供了重要依据。     

一种时空数据流中范围聚集查询共享策略

根据查询谓词的相似性来实现计算共享是数据流查询优化的主要策略之一,主要针对时空数据流中基于滑动窗口的范围聚集问题进行查询优化,采用时间片段和空间片段分别描述滑动窗口之间和空间范围谓词之间的重叠。提出基于时空分片技术将时空数据流元组分成互不重叠的时空片段。范围聚集查询首先基于时空片段生成中间结果,然后根据查询条件与时空片段的映射关系生成查询结果。实验表明,提出的时空分片策略能大大提高时空数据流中范围聚集查询的性能。     

基于PSO-Markov联合模型的无人机路径规划

利用PSO算法对无人机在侦查任务中的路径进行实时规划,将算法与地形、飞行角度、油量等约束条件结合起来,有效地缩减了搜索空间;同时为了在任务中能够更好地掌握无人机完成任务与生存的概率以及整个路径的代价,引入了一种可用于计算风险和评估任务威胁的生存性联合模型,该模型使用了八状态马尔科夫链来描述无人机的状态。仿真实验结果表明,该方法可以有效地检测航路中飞机的各种状态的概率,并以此对整个航路进行评估。     

军事任务推演的时空模型与驱动机制

针对军事信息系统的作战任务推演需求,提出了一种基于时空事件序列的、较为完备的高效任务推演方法。论述了基于层次化分解的任务表达机制与实体化策略;针对保障数据定制问题提出了面向任务的时空数据应用模型,以任务最小需求为准则对一体化时空数据集进行多维筛选,有效降低数据的冗余度;详细讨论了时空事件序列模型的定义及其在军事任务推演中的数据驱动模式;结合具体仿真实例进行了应用探讨。原型系统的实现证明了该思路的有效性和可行性。     

双向时空连续性轨迹片段关联的目标跟踪方法

提出一种使用双向时空连续性关联轨迹片段的目标跟踪方法.首先对检测结果进行简单的帧间匹配关联,生成可靠的轨迹片段;然后对每个轨迹片段通过卡尔曼滤波以及有权重的均值法分别计算修正轨迹片段的速度、位置与颜色特征;最后通过计算轨迹片段之间的双向时空连续性迭代关联,找到最符合时空连续性的轨迹片段关联.实验证明本文方法可以有效解决...     

HBase中半结构化时空数据存储与查询处理

针对在HBase中如何进行有效的半结构化时空数据存储和查询问题展开研究,对该问题进行形式化描述,并利用半结构化处理方法 TwigStack提出HBase的半结构化时空数据存储模型,在此基础上开展了半结构化的时空范围查询和kNN查询。在真实数据集中进行实验,与需要硬件配置较高的MongoDB进行了对比,结果表明在普通配置的机器上,所提出的半结构化时空查询算法与MongoDB性能相近,在实际中具有优势。     

基于时空和作战编组的兵棋推演系统轨迹聚类算法

针对兵棋推演系统信息繁杂,不利于用户理解作战态势的问题,提出了基于时空和作战编组的轨迹聚类CTUW算法。该算法分为轨迹压缩、相似性度量、轨迹线段聚类和可视化4个部分,可从繁杂的轨迹信息中提取主要内容并进行概括表达,达到既简洁概述兵棋推演的整体态势变化,又不丢失棋子机动过程中的重要细节信息的目的。实验结果表明,CTUW算法的轨迹聚类效果相比TRACLUS算法和CTECW算法更精细,计算复杂度也较低,即使在处理具有异常机动速度、特殊轨迹形态、路线交叉重叠等特殊轨迹数据时仍能保持较好的聚类效果。     

基于威胁联网环境的一种无人机航迹重规划方法

威胁联网环境中,无人机需要对运动威胁进行规避以安全到达终点。通过建立无人机和威胁的运动模型,并对每一时刻无人机和运动威胁的相对位置进行实时分析;提出了一种基于可飞性分析的航迹重规划方法;最后对该方法进行仿真实验。仿真结果表明,该方法增强了无人机对运动威胁的规避能力。     

基于反水雷导航作战的舰船规避区域研究

在遭遇水雷目标时,水面舰艇需按一定航线进行规避,如何制定规避航线、计算规避区域,对舰船航渡过程中的安全性至关重要。文章通过计算水雷危险圆半径,结合舰船机动性能特点,提出了规避线路和规避区域的解算方法,并根据舰船实际旋回曲线,对计算结果进行了修正,完善了解算模型。     

水声通讯系统的时空处理

从理论上分析了水声通讯系统的时空处理问题,给出了该系统时空处理增益的计算方法和系统的原理框图,提出并实现了减小误码及干扰抑制方法,最后给出了实验的结论．     

战场态势估计和威胁估计

描述了战场态势、态势估计和威胁估计的概念。对态势估计从态势要素提取、态势评估推理及态势预测三方面进行了分析,重点对态势评估中的功能领域如:目标合并、协同关系推理、战场主动权指数计算、作战能力评估、重要目标估计及敌战斗序列估计等的含义、内容和实现步骤进行详细阐述。对威胁估计的内容和主要功能也进行了描述。     

敏捷卫星任务规划问题研究现状与展望

任务规划是敏捷卫星执行对地观测任务的有效支撑和重要保证,为深刻理解和准确把握敏捷卫星任务规划研究中的关键问题,对国内外相关研究进行了总结分析,并对下一步研究进行展望。首先阐述了敏捷卫星任务规划问题的描述要素、分类方法和求解难点,然后从点目标、区域目标、立体成像、长条带目标4个方面梳理了敏捷卫星任务规划的研究进展;最后分析了目前研究中存在的成像模式研究较少、规划模型不完善、评价方法单一等问题,并结合发展需求,提出需要从多种成像模式下的任务规划、敏捷卫星组网协同和自主任务规划、高效的求解算法等方面展开进一步研究。     

考虑空间几何关系的反交会规避机动方法

针对具有自主接近能力的航天器开展反交会规避机动方法研究。建立仅测角相对导航模型,对完全不可观测机动进行定义,基于空间几何关系推导并证明了完全不可观测机动是不存在的。以施加规避机动后追踪器对逃逸器的测量值与未机动时的差异为优化目标,利用矢量乘积原理设计目标函数,建立优化模型并对变量约束进行分析,随后采用遗传算法对最优规避机动方向进行优化。给出的仿真算例结果表明:提出的规避机动方向计算方法能够使目标函数值达到最小,从而提升追踪器对逃逸器的状态估计难度,降低其估计精度。这为规避机动问题研究提供了一种新的视角,可为以主动接近航天器为新对象进行的规避研究提供有益借鉴。     

支持潜艇态势感知的连通性网络设计及应用

以保证潜艇隐蔽性为前提,如何增强潜艇的战场态势感知能力是提升潜艇作战效能的关键。因此,以分析潜艇战场态势感知能力现状为基础,构建一种以无人平台作为战场单元,支持潜艇战场态势感知的连通性网络模型,并对其组成、功能及工作过程进行了详细设计;对战场单元的任务载荷和任务规划进行了详细阐述;最后从作战角度出发,展开连通性网络的作战应用研究。     

基于空间几何关系的反交会规避机动方法研究

针对具有自主接近能力的航天器开展了反交会规避机动方法研究。首先，建立了仅测角相对导航模型，对完全不可观测机动进行定义，基于空间几何关系推导并证明了完全不可观测机动是不存在的。随后，以施加规避机动后追踪器对逃逸器的测量值与未机动时的差异为优化目标，利用矢量乘积原理设计目标函数，建立优化模型并对变量约束进行分析，随后采用遗传算法对最优规避机动方向进行优化。给出的仿真算例结果表明，提出的规避机动方向计算方法能够使目标函数值达到最小，从而提升追踪器对逃逸器的状态估计难度，降低其估计精度。本文方法为规避机动问题研究提供了一种新的视角，可为以主动接近航天器这类新对象进行的规避研究提供有益借鉴。     

面向对象的反舰导弹航路规划

针对反舰导弹航路规划的任务特点,提出了一种面向对象的反舰导弹航路规划方法.在全面分析了反舰导弹航路规划中可能用到的类的基础上,建立了对各种类的描述,使得不同算法和不同任务要求的航路规划可以通过对类的继承和对成员函数的重载实现.最后,在VC 平台下,对这种面向对象的反舰导弹航路规划方法进行了编程实验.     

基于综合势力图的态势估计方法

在AI兵棋对抗中,能够更全面地理解态势信息是AI棋手获胜的前提条件.提出了基于综合势力图的态势估计方法,阐述了势力图的原理和一般生成过程,提出基于综合势力图的态势分析框架;将AI兵棋的静态信息、经验信息和动态信息计算叠加形成综合势力图,在此基础上分析敌方位置、视野以及火力威胁等态势相关信息,得到态势估计结果,为AI决策提供信息支撑;基于AI兵棋推演平台进行内置规则AI和基于势力图的AI之间的对抗实验,实验结果表明该方法能够提升AI决策的准确性,提高AI在兵棋对抗中的胜率.