水面无人艇发展与应用

水面无人艇是一种能够在海洋环境下自主航行,并完成各种任务的小型水面运动平台。介绍了当前无人艇的发展现状,对无人艇的基本技术特点进行了总结,对其在反潜战、反水雷战、信息战、非常规作战等领域的应用以及需要解决的关键技术进行了分析。随着未来战争对发展无人作战平台的需求,无人艇成为海上无人系统的重要组成部分,并向着智能化、体系化、标准化的方向发展。     

无人化平台对海军发展的影响

无人化平台是指不载人、自身有动力的航行器。它具有遥控、自主、半自主等方式的航行能力,能携带各种或多种任务设备,完成各种不同的军事任务。海军无人化平台主要包括无人潜艇器、无人水面艇、海军无人     

国外海军无人水面艇发展及关键技术

与有人水面舰艇相比,无人水面艇具有机动灵活、隐蔽性好、活动区域厂、使用成本低等特点。目前,无人水面艇服役数量很少,主要用于执行海上情报、监视与侦察,反水雷战,电子战等军事任务。未来,随着智能化程度的不断提高,无人水面艇将具备遂行反潜、反舰作战等能力。     

外军无人水面艇发展现状与趋势

文章介绍了美、以等国军用无人水面艇的发展现状,探讨了无人水面艇的典型作战应用,在此基础之上分析了外军无人水面艇的发展特点和趋势。     

无人舰艇有哪些好处?

正美国海军海上系统司令部与美国工业巨头德事隆公司已经达成协议,将为通用无人水面艇加装反舰武器系统,加强其海上作战能力。拟装备的反舰武器系统包括多种导弹、目标指示器、传感器和遥控武器站。此前,这种水面艇主要用于侦察和扫除水雷。无人艇并非新生事物,但加装反舰武器的无人艇还是首次出现。因为反舰导弹十分沉重,系统复杂,体积也比较大,目前各国装备的无人艇多数难以承载。目前的无人艇主要     

无人艇航行安全控制系统设计与实现

针对自主式无人水面艇的航行安全问题,分析了无人艇海上自主航行中存在的主要安全隐患以及提高航行安全的技术手段;设计了无人艇航行安全控制系统的总体技术方案,首次提出基于"射线法"的无人艇航行安全控制算法,并实现了艇上完全自主和"人在回路"的基站被动安全控制两种安全保障措施,详细阐述了安全控制系统安控策略的执行流程,并利用MTLAB软件进行了仿真实验验证;在某型自主研制的无人水面艇上首次实现了航行安全控制系统的设计和安全控制试验。仿真和试验结果表明了该航行安全控制系统的有效性和可靠性。     

国内外无人艇发展现状及典型作战应用研究

USV具有体积小、成本低、高速智能、雷达反射面积小、无人员伤亡等优势,并且部署机动,被公认为是一种作战用途广泛的新型武装力量,越来越受到各国海军的重视。无人艇平台、母舰指挥系统、布放与回收装置、测控与信息传输系统以及搭载的任务载荷设备统称为无人艇系统。通过对无人艇的特点、使命任务、典型作战应用以及国内外军用USV的发展现状进行综合研究分析,并提出了我国无人艇系统的发展建议。     

基于吊放声呐的无人艇搜潜任务规划算法

针对无人艇基于吊放声呐自主执行搜潜任务需求,分析吊放声呐搜潜使用的特点,构建吊放声呐探测概率模型,设计了无人艇使用吊放声呐自主搜潜控制流程,建立了基于概率模型和搜潜质量的吊放声呐搜潜任务规划模型。通过仿真计算,该算法输入参数少,输出规划能够满足无人艇执行搜潜任务的控制需求,具有良好的性能,达到了预期的目标。     

无人艇运动控制仿真试验训练系统设计研究

针对靶场无人装备仿真试验手段缺乏问题,在构建无人艇动力学模型和运动模型的基础上,基于CoppeliaSim仿真软件,设计了一套无人艇运动控制仿真试验训练系统,构建了PID、滑膜和模糊PID三种控制器,并采用Navmesh寻路算法实现无人艇仿真平台的路径规划。该系统弥补了靶场无人装备仿真试验的不足,解决了无人艇模拟训练手段缺乏的难题,可为无人装备数字化试验鉴定提供基础支撑。     

基于细菌避障策略的无人艇集群自主巡航方法

针对无人艇集群执行巡航任务中的避障问题,提出了一种动态避障算法。首先,获取无人艇周边水域的方形网格轨迹单元态势矩阵;然后,借鉴细菌游走觅食原理,在方形网格轨迹单元集合中,动态匹配最佳避障路径;最后,在动态避障基础上,将无人艇自主巡航过程划分为向目标行进、动态避障、返航补给等阶段,实现无人艇集群对划定水域的常态化巡航。仿真实验结果表明,所提方法对静态点、面障碍以及移动障碍均具有高效的规避能力,在算法基础上,能够实现无人艇集群的常态化无人值守巡航。该算法不仅适合无人艇的避障问题,在其他异构无人装备中也具有广阔的应用前景。     

基于CPSO算法的海空跨域无人航行器集群协同作业路径规划

针对海空跨域无人航行器集群在复杂水域环境下协同作业以追踪水下目标的任务,提出一种基于协同粒子群(CPSO)的协同作业路径规划算法.考虑不同无人航行器集群特性优势,合理分解并分配远距离追踪水下目标任务过程,并利用CPSO算法进行路径规划.在CPSO算法中,首先为无人机(UAVs)集群规划飞行路径,UAV飞行过程中探测水面...     

基于雷达数字孪生的水上多目标跟踪方法研究

雷达的采样数据经过多目标跟踪处理后可为无人艇提供障碍状态,以保障无人艇的安全.对雷达数字孪生的水上多目标跟踪方法进行了研究.首先,以雷达采样的真实数据为研究对象,建立雷达观测数据多目标跟踪算法全流程处理策略,提出了雷达和惯性导航/全球定位组合导航的采样数据的时钟二次同步对准算法;然后,建立了雷达数据的起始航迹、暂时航迹...     

引入优化算子的无人机遗传航路规划算法研究

在大范围真实地形环境中规划出满足任务要求、导航、安全性等约束的较优航路,对提高无人机(UAV)的武器系统性能有重要意义。在基于直接航路编码的遗传算法中引入优化操作算子,将复杂约束合理地应用于遗传进化过程,可以较好地克服一般遗传操作的不足。采用均匀设计的试验方法确定较优的控制参数,并通过算例验证了算法的有效性。     

水域无人系统平台自主航行及协同控制研究进展

水域无人系统平台是指可通过远程遥控、无人驾驶、自主航行等方式达成任务的一类平台,涵盖无人船艇及其所配备的无人机、自主水下机器人等.自主航行及协同控制理论技术水平是水域无人系统平台的核心所在,已成为船舶与海洋工程及水上交通等领域的热点研究方向.为掌握水域无人系统平台的自主航行及协同控制方面的发展动态和趋势,综述了水域无人...     

有人/无人机协同作战指挥界面设计

分析了近期内有人/无人机协同作战的体系结构及作战模式,基于三代战机座舱普遍装备的多功能显示器,展开有人/无人机指挥控制界面的设计;基于人机工程学观点和飞行员的视觉习惯,从缓解飞行员的心理和生理疲劳的角度出发布置无人机编队的飞行参数,设计了有人/无人机执行协同对地攻击任务时包含巡航队形、战斗队形、任务类型、导航点切换等功能的指挥控制界面。为未来短期内有人/无人机协同作战指挥控制系统研究提供参考。     

飞行训练模拟器中的箔条质心干扰模型

对飞行员进行箔条质心干扰训练是某型飞机训练模拟器电子对抗分系统的主要内容之一。合理的模型建立是实现训练模拟功能的基础,针对此问题,构建了适合在训练模拟器中应用的数学模型,其中包括导弹比例导引、飞机机动以及箔条质心干扰等模型,并用MATLAB进行仿真验证,结果证明建立的模型均可以满足训练模拟器可信度和复杂度两方面的要求。     

惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真

提出了低成本惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真器的设计方案.根据捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理,仿真器能模拟纯惯性导航、组合导航及纯数字仿真、半实物仿真等多种导航模式,绘制导航参数和误差曲线;可灵活设置航路点,系统自动生成航行轨迹,在电子地图中动态显示航迹和导航参数.仿真器为捷联姿态矩阵算法和导航算法提供验证数据源,为组合导航系统性能的研究提供可视化平台.实际应用表明,仿真器性能可靠,能极大地减少组合导航系统研究开发成本.     

HLA在C3I系统仿真试验中的应用

采用系统仿真结合实装试验的方法构建仿真试验环境,是实现对C3I系统全面而系统的评估的必要手段.而这种与实装结合的仿真试验环境如何构建,采用什么样的体系结构是目前迫切需要解决的问题.在总结C3I系统仿真试验的特点以及高层体系结构(LHA)主要思想的基础上,提出了基于HLA的C3I系统仿真试验环境建设方法,为C3I系统试验的实施提供了一种新思路.     

考虑浮绳联结的双无人船艇系统协同控制策略研究

针对青岛等海域浒苔泛滥成灾的问题,开展了由浮绳柔性连接两艘水面无人船艇构成的双无人船艇系统协同控制策略研究,通过双无人船艇系统清扫浒苔,并将其拖运至海岸.考虑系统中的无人船艇动力、浮绳力矩和水流产生的干扰力矩,建立了欠驱动无人船艇三自由度动力学模型,提出了基于距离的包含编队和跟踪两个模式的协同控制策略.双无人船艇系统作...     

C4ISR仿真系统分析和设计

分析了指挥、控制、通讯、计算机、信息、监视和侦察(C4ISR)系统的复杂性特点,指出C4ISR系统在应用过程中,需要仿真系统对系统操作员和指挥员进行训练.研究了C4ISR仿真系统及其各子系统的实现模型,最后以舰艇C4ISR为例进行设计,通过分布式交互仿真协议(DIS)实现各子系统信息的互连.仿真结果表明,系统也可以为检测各种实际系统提供仿真环境和数据.