防空火控网数据传输精度分析与测量

巡航导弹在战争中的大量使用已经改变了现代战争的作战模式,如何有效发现和捕获低空飞行目标成了传统防空火控系统面临的一大难题,防空火控系统组网作战是未来防空武器装备发展的必然趋势.分析了防空火控网中影响数据传输精度的各种原因,针对防空火控网中空情数据传输精度的测量,给出了同步测量和异步测量两种方法.     

不完全量测下基于面目标的火控系统性能分析

针对实际工程中出现的不完全量测下火控系统性能的理论研究,将水面舰船建模为椭圆形面目标,建立了不完全量测下基于面目标测量的数学模型,给出了火控跟踪系统统计意义下的估计误差Cramer-Rao下界(CRLB);根据目标状态与射击诸元间的非线性误差传递关系,基于UT变换得到不完全量测下基于面目标的火控系统射击诸元误差方差下界。以某型舰载火控系统为例,仿真结果表明,在不完全量测下,与传统的质点目标火控系统相比,基于面目标测量的火控系统在估计性能上提高36%,火控性能提高34%。     

网络化防空导弹体系作战效能的仿真评估

引入基于复杂适应系统理论的Agent概念,提出了具有数据链火控信息共享能力的网络化防空导弹体系结构,用于分析对比网络化防空导弹体系和平台中心化防空导弹体系结构。利用Swarm仿真平台,分别构建了具有战术对抗背景的网络化防空导弹体系和平台中心化防空导弹体系。通过仿真,定量描述了具有数据链火控信息共享能力的网络化防空导弹体系的作战效能。     

越肩发射次最优火控系统设计

在非线性导弹火力控制设计方面 ,相关黎卡提方程 (SDRE)理论证明是一种系统而高效的方法。对于越肩发射火控系统而言 ,在攻击载机后方目标的过程中 ,机载设备往往只能获取目标的角度信息 ,即非完全目标信息。本文基于非完全目标信息 ,采用非线性 SDRE状态调节器理论 ,设计越肩发射次最优火控系统 ,求得系统的局部渐进稳定次优解 ,用以实现“越肩”火控过程     

飞机编队数传系统对火控传感器的备份算法

作战飞机的火控系统是武器发射的重要设备,火控系统能否正常工作关系到能否杀敌、也关系到自身的安全.而火控系统正常控制武器发射需要诸多火控传感器的支持,如传感器出现故障,则火控系统无法正常解算.提出了一种火控传感器备份算法,特别是机载雷达出现故障的情况下获得正确信息的算法,即利用飞机编队内部的数据传输系统来实现某一火控传感器或火控计算机故障时火控系统的正常功能,并对有关算法进行了实例计算,得出相应算法的误差结论.此功能可以作为火控系统的补充功能,提高火控系统的工作可靠性和作战效能.     

基于DDS的编队协同防空火控系统集成技术研究

针对舰艇编队的协同防空作战需求,对舰艇编队的火控系统集成技术展开了研究,提出基于DDS集成技术的编队协同防空火控体系架构。其中,采用以数据为中心的发布/订阅模型可以做到火控数据的按需分发,避免冗余传输;同时能够形成松耦合、开放式的体系结构,使系统架构具有动态自组织特性。使用QoS策略能够有效地控制和管理网络及硬件资源,实现数据分发的高实时性和高可靠性。根据测试结果分析,基于DDS的集成技术可以较好地满足协同防空火控系统的集成需求。     

基于MAS的末端防御网络化作战系统指控网

在简要介绍末端防御防空导弹网络化作战系统的基础上,分析了其指控网的结构和功能,并利用多智能体系统中的BD I模型对指控网的单个智能体进行描述,并重点研究了基于BD I结构的智能体的环境感知模型、作战意图模型、决策模型和通讯行为。     

新一代战斗机综合传感器自适应火控攻击技术

针对新一代战斗机所面临的复杂战场环境,给出了综合利用各种传感器获得的不同信息来源和信息形式的自适应火控系统结构.采用基于目标非完全信息的方位校正导引方法,解决了自适应火控攻击系统的关键技术.仿真结果表明,利用自适应火控攻击技术,可以显著提高新一代战斗机在电子对抗条件下的火控攻击能力.     

基于IMM-UKF的网络化作战目标跟踪算法

针对网络化作战中单探测节点对机动目标的运动模型不确定性导致滤波精度低,为提高目标跟踪的稳定性和精确性,提出了多节点探测跟踪算法。基于网络体系中信息的共享需求,建立网络探测节点的目标跟踪模型;通过网络探测节点目标跟踪需求和实战要求发现目标经常有多种运动状态并存现象,而单一模型的滤波器不能满足对机动目标跟踪性能的要求。因此,探测节点采用了基于交互式多模型(IMM)的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行状态估计,融合中心将各节点发送的目标状态估计融合后进行状态估计,有效地降低了目标机动造成的模型误差,提高了跟踪性能。仿真结果表明,所提出的算法提高了网络节点对机动目标的跟踪精度,并且收敛速度快,有较强的鲁棒性和实用性。     

改进合同网协议在防空武器目标分配中的应用北大核心

针对现代防空作战呈现出的协同性和动态性,引入多智能体系统的概念,对武器目标分配问题进行描述,建立了基于改进合同网的武器目标分配体系结构。在此基础上对传统合同网的招投标策略、中标策略及签约策略进行设计改进,提出了一种基于改进合同网的防空武器目标分配策略。最后以防空作战想定为例,通过仿真实验对基于合同网和改进合同网的武器目标分配策略进行了比较分析。实验结果表明,后者更具合理性和有效性。     

改进合同网协议在防空武器目标分配中的应用

针对现代防空作战呈现出的协同性和动态性,引入多智能体系统的概念,对武器目标分配问题进行描述,建立了基于改进合同网的武器目标分配体系结构。在此基础上对传统合同网的招投标策略、中标策略及签约策略进行设计改进,提出了一种基于改进合同网的防空武器目标分配策略。最后以防空作战想定为例,通过仿真实验对基于合同网和改进合同网的武器目标分配策略进行了比较分析。实验结果表明,后者更具合理性和有效性。     

基于ARM的防空协同设备人机交互功能的设计

在防空作战领域内,对信息的实时性要求较高,各个武器平台和作战节点之间的协同配合日趋重要.防空作战已不再是单一兵器的对抗,已上升为防空体系的对抗.为适应国际军贸市场的需求,构建防空协同作战系统,研发某型防空协同控制设备.协同设备采用分布式无中心自组网技术设计,具有较强的易用性和抗毁性.其核心是通信控制及数据处理模块,包括通信控制管理单元、数据处理单元、时空服务单元、通信接口控制管理单元、人机交互单元、状态显示及告警单元.根据某军贸项目的总体要求,设计了一种基于ARM的模块,包括人机交互、状态显示、告警等功能.     

分布式传感器网络自适应一致性融合估计算法

针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差矩阵加权更新节点状态以改进一致性算法,实现各节点对目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,该算法能够在快速收敛的过程中实现无中心节点的分布式传感器网络中各节点对目标位置的精确估计,同时又保证各节点之间的一致性。     

半自主式火控系统Petri网建模与作战效能

智能化和无人化是火控系统的未来发展方向之一,半自主式火控系统是实现全自主式智能火控系统的必要过渡阶段。设计了半自主式火控系统的功能结构和信息流程,并基于Petri网建立了系统仿真模型,对系统搜索指示、智能规划和精确打击3个功能单元的工作过程进行了论证,最后对系统的时效性、首发命中率和整体作战效能等战技性能进行了详细分析,仿真实验证明半自主式火控系统在作战性能方面优于传统火控系统。     

基于多智能体协作的编队协同防空决策方法研究

在深入分析现代高技术条件下海上舰艇编队协同防空决策特点的基础上,应用智能体技术,提出一种基于多智能体协作的编队协同防空决策方法.详细介绍了方法的原理和各类智能体的设计,并针对如何在编队多个舰艇决策Agent之间开展有效协同的关键问题,提出一种中心控制的MAS分布规划算法.     

自适应交互多模型火控跟踪算法

以舰载近程防空火控系统的跟踪预测为背景,提出一种自适应的交互式多模型跟踪算法,模型集合取为"当前"统计模型和匀速直线模型.该算法采用后验估计的方法在线辩识及自适应调整上述两个模型的噪声方差,并且采用加权系数限定准则,实现机动目标运动模式与模型集合的自适应.仿真计算证明了该模型算法的有效性.     

防空火控系统火力分配的多目标优化研究

在防空火控系统的研究中,如何充分发挥火力单元的作战效能,使来袭目标遭受最大的毁伤,是火力分配研究的一个关键问题.通过对防空火控系统的分析,给出了防空火控系统火力分配的问题描述,并建立了基于指派问题的火力分配数学模型.提出了威胁度计算的改进方法.在使防空高炮群对威胁度大的目标造成大的毁伤分配准则下,研究了利用匈牙利法求解指派问题时的具体方法.经仿真验证,此火力分配方法合理、有效.     

高炮火控解算视景仿真系统设计与实现

基于外弹道的火控解算算法具有精度高的优点。在对相关算法数值仿真的基础上,针对仿真过程不形象直观的缺点,建立了视景仿真系统,分析了系统的整体框架,给出了视景仿真的工作流程,在三维视景环境中实现了目标航迹模拟、目标信息获取、命中目标解算,利用Unity3D的C#API驱动3dsMax建立的三维模型严格按照数值计算的弹道曲线运动,实现了弹道轨迹模拟和火控解算仿真。视景仿真的结果显示系统达到了预期的效果,并为火控系统和火控模拟器的研制开发提供了参考。     

基于外弹道的高炮火控算法与仿真

为适应现代战争中目标速度与机动性的提高,增强高炮打击空中运动目标能力,需要充分发挥基于外弹道火控解算精度高的优点,并提高解算速度。通过整合外弹道实时解算和解命中迭代算法与初值选择,得到了一种完全基于外弹道解算的快速火控解算算法体系。经过仿真计算,并将仿真结果与射表数据对比,验证了外弹道实时解算的准确性。利用GDI+图形功能基于C#语言仿真分析了匀速与匀加速直线运动目标的解命中问题,验证了算法的可行性,为火控系统的研制提供了参考。     

基于多智能体的传感器网络协同目标跟踪技术研究

针对传感器网络中的协同目标跟踪问题,分析了基于多智能体理论的分布式协同策略,提出了一种基于动态联盟的传感器网络协同目标跟踪框架,分析了系统中的智能体构成,提出了联盟中基于贝叶斯估计的Manage Agent的数据融合算法,讨论了Manage Agent的选举算法。理论分析表明,多智能体理论能够较好地适用于传感器网络的协同目标跟踪问题。