基于DoDAF的空间机器人作战视图研究

介绍了基于DoDAF的体系结构建模方法,采用System Architect工具对空间机器人在轨服务进行了可视化建模,得到了典型的作战视图产品;分析了在轨服务任务单元之间的协同关系,研究了空间机器人在轨服务流程,对空间机器人的在轨服务研究具有一定的参考价值。     

“女娲”计划:面向地球静止轨道的在轨服务系统

地球静止轨道(GEO)因其良好的轨道特性,在人类航天活动中扮演着重要的角色。随着GEO资源的日益紧张,GEO碎片的清理工作刻不容缓。针对GEO带的空间碎片清理,提出了名为"女娲"的GEO在轨服务计划,利用在轨回收、3D打印、在轨组装等关键技术,实现基于空间碎片的在轨制造能力,并从任务需求、任务使命、任务流程、系统组成以及卫星系统概念设计等方面,对"女娲"计划进行了系统分析。     

基于SA Simulator的流程建模与仿真

静态体系结构模型中的各种要素以及它们之间的信息流是以静态的方式描述的,无法显露体系结构设计的薄弱环节和瓶颈。对此,基于SA Simulator流程仿真工具,开展了流程模型的建模与仿真。通过对SA Simulator流程仿真工具的原理及仿真流程的分析,以美国导弹防御系统为背景,在明确其主要作战要素(作战任务、作战节点及作战过程)之后,使用SA Simulator该流程仿真工具,基于IDEF3方法建立了导弹防御指控流程模型;从IDEF3规则、进程流的属性设置及关系配置与分配两个方面对模型进行验证。最后,进行流程仿真,研究了战略指控系统节点使用率、活动平均执行时间对指控流程的性能影响,并提出了相应的改进措施,以改进、优化导弹防御指控体系结构。     

基于DoDAF的装备体系结构建模方法研究

美军DoDAF体系结构框架是一种重要的武器装备体系建模标准,对保证武器装备系统之间可集成性、可互操作性具有重要的借鉴意义。为支撑武器装备体系建设的统一建模过程,优化体系结构和控制变更影响,文章力图在“能力需求牵引”作战思想指导下,提出基于DoDAF标准的结构化武器装备体系结构建模方法。采用DoDAF基线产品与用户自定义产品（基于“适用”原则）相结合的方式,从建模框架、流程、方法和支撑产品等方面对武器装备体系结构建模方法进行系统研究。由于使用结构化建模方式,在建模过程中采用与开发了相关的基础建模产品,从而使得模型更具针对性,建模过程更加直观、具体和易于操作。     

基于DoDAF的装备体系结构建模方法

美军DoDAF体系结构框架是一种重要的武器装备体系建模标准,对于保证武器装备系统之间可集成性、可互操作性具有重要的借鉴意义。为支撑武器装备体系建设的统一建模过程,优化体系结构和控制变更影响,文章力图在“能力需求牵引”作战思想指导下．提出基于DoDAF标准的结构化武器装备体系结构建模方法。采用DoDAF基线产品与用户自定义产品（基于“适用”原则）相结合的方式,从建模框架、流程、方法和支撑产品等方面对武器装备体系结构建模方法进行系统研究。由于使用结构化建模方式,在建模过程中采用与开发了相关的基础建模产品,从而使得模型更具针对性,建模过程更加直观、具体和易于操作。     

基于CPN建模的行动方案开发与分析系统设计

协助和支持军事计划人员制订和分析作战计划的建模与仿真能力是军方的现行需求,而行动方案的开发与分析则是作战计划建模与仿真的重点。针对作战计划过程期间开发的军事任务的排序与调度问题,设计了一个行动方案开发与分析系统,系统采用客户机-服务器体系结构,运用基于有色Petri网建模的军事计划领域的概念表示法,并使用状态空间分析技术完成军事任务的自动化排序与调度。军事计划人员通过图形用户界面使用系统,在面对紧急突发事件时,可以快速及时地开发出适当可行的COA,并对COA进行逻辑可行性分析。     

基于π演算的舰船作战任务流程建模

针对舰船作战任务流程仿真和任务成功性研究的需求,运用π演算理论,对舰船作战任务进行了元任务分解,确定了执行命令-条件-运行设备(command-condition-equipment,CCE)规则。在此基础上,研究了一种基于元任务的作战流程π演算形式化和基于CCE规则的元任务建模方法。利用该方法对潜艇鱼雷攻击过程进行了建模,并分析了任务过程的复杂并发性、不确定性和动态演化性。最后,使用MWB工具对所建模型进行了验证和推演,证明了该模型的正确性和有效性,为舰船作战任务流程建模和分析提供了一种新的技术途径。     

战术防空C^3I系统仿真平台体系结构研究

在分析传统战术防空C3I系统体系结构的基础上,基于HLA技术提出了一种分布式战术防空C3I系统仿真平台的体系结构,给出了仿真平台信息的基本流程,并对仿真平台的通用软件体系结构进行了探讨。     

基于体系结构分析的体系建模仿真

基于体系结构分析的建模仿真,是复杂体系建模的一个有效途径。在“模型-实验框架-实验执行控制相分离”的体系建模仿真框架下,提出了基于体系结构分析的体系建模仿真方法,并通过一个案例阐述其方法步骤,结果表明基于体系结构分析的建模仿真可为研究复杂问题的仿真提供了一个系统的、有效的、可组织、灵活的实现方法。     

体系结构流程仿真方法在反导预警分析中的应用

系统研究了基于IDEF3的体系结构流程仿真方法,建立了反导预警中两种不同的作战规则模型,通过假定模型参数并在SA Simulator运行仿真,对流程中活动的使用率、角色资源的使用率和执行任务平均时间、拦截概率等指标的仿真结果进行对比分析,得出相关结论,验证了该方法的适用性。     

空间飞网发射动力学建模仿真研究与地面试验

空间飞网是近来提出的一个创新的空间系统概念,在空间碎片处理和在轨服务方面具有独特的应用潜力.针对飞网系统的发射过程,利用建模仿真和地面试验两种手段进行了研究,建立了飞网发射的集中质量模型,设计了基于燃气助推质量块的飞网发射地面试验装置,开展了多次飞网发射试验.地面试验结果与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型可用于空间飞网系统设计.     

空间飞网地面碰撞试验与仿真

设计了空间飞网地面碰撞试验系统,并将碰撞试验结果与有限元仿真结果进行比较分析,对碰撞过程中的碰撞力和绳段内力进行分析。研究表明:试验结果与仿真结果吻合较好,这验证了仿真模型的有效性;飞网碰撞目标后产生的约束张力有利于收拢包裹目标;飞网的柔性特征可有效缓解碰撞效应,但碰撞区域绳段易产生断裂破坏。     

空间碎片天基主动清除技术发展现状及趋势

随着国内外航天发射任务逐年增多,大量在轨滞留的失效航天器将成为未来空间资源有效利用所面临的一个严峻挑战。空间碎片天基主动清除技术是从根源上对空间资源化利用与安全处置的措施,将提升和加强近地空间的可持续循环利用。本文明晰了空间碎片天基主动清除的概念,分析了空间碎片天基主动清除技术的发展历程,提出了其发展过程中面临的非合作目标相对导航、协调控制和捕获方式及装置等主要问题,为我国空间碎片天基主动清除技术的发展提出了有益参考。     

面向Agent的CPN及其在航天装备体系评价中的应用

为弥补Agent和Petri网在各自建模中的缺陷,分析了二者现有的几种结合方式,给出面向Agent的着色Petri网(AOCPN)的定义及其运行规则和分析方法。利用AOCPN建立了以海上目标监视和打击为任务的航天装备体系评价模型,对其逻辑特性和作战效能进行了分析。建模过程和仿真结果表明,AOCPN能够完整描述体系的逻辑和物理特性,可用于全面分析评价体系的性能和对作战结果的影响,有效追踪体系执行任务的过程。     

雷达空间目标识别技术综述

随着人类航天活动的增加,对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。为了实现空间监视任务,对空间目标进行识别是非常必要的。对空间目标的轨道特性与动力学特性进行了介绍,对雷达空间目标识别技术的研究现状和发展趋势进行了详细的综述。     

能量均衡的围捕任务分配方法

随着水下机器人反围捕策略研究的不断深入，水下机器人围捕变得越来越困难。为此构建一种多层环状伏击围捕模型并设计了基于围捕任务的任务分配方法，使得水下机器人能够充分利用自身的特点更好地完成任务。同时，考虑在围捕过程中随时间推移，系统内能量会出现消耗不均的现象，据此提出一种能量均衡方法平衡系统能量的消耗。实验证明所提出的基于多层环状围捕模型的能量均衡策略任务分配方法能有效提高围捕成功率，延长系统寿命。     

空间非合作目标捕获方法综述

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目标进行了深入研究,并提出了多种捕获方法,取得了较大的进展。对非合作目标进行分类,基于现有的捕获方法介绍了国内外非合作目标捕获技术发展的最新状况,总结了原理方案,分析了捕获方法和关键技术,为我国后续开展相关研究提供了一种研究思路。     

空间双体系绳系统展开阶段末端星姿态动力学分析

为了研究空间系绳系统展开过程中末端星的姿态运动,采用第二类拉格朗日方程建立系统展开及末端星角运动的数学模型,分析展开阶段末端星的姿态动力学特性。建模时将系绳末端连接的母星与子星视为尺寸不可忽略的刚体,且母星质量远大于子星质量,系绳视为有质量的刚性杆。利用该数学模型可以分析系绳系统的展开过程,研究影响末端星姿态运动的主要因素,包括姿态角初始扰动以及末端星动/静不对称性。仿真结果表明,系绳展开时末端星姿态角初始扰动及动静不对称性可能会导致姿态角失稳,出现系绳缠绕星体的情况。仿真结果可以为展开阶段末端星姿态控制提供参考。     

舰艇编队信息作战视图描述

舰艇编队信息作战视图是该系统体系结构设计的重要组成部分。通过对舰艇编队信息作战任务的需求分析,提出了该作战系统的整体构想,采用基于UML的设计方法,完成舰艇编队作战使命所需完成的任务和行动、作战节点描述,并给出了作战视图的模型产品,为进一步描述整个舰艇编队信息作战系统的体系结构奠定基础。     

Research on construction of operation architecture based on complex network

Operation architecture plays a more important role in Network Centric Warfare (NCW), which involves dynamic operation networks with complex properties. Thus, it is essential to investigate the operation architecture under the informatization condition within NCW and find a proper network construction method to efficiently coordinate various functional modules on a particular situation, i.e., the aerial combat. A new method integrating the physical level and functional level of NCW is proposed to establish the operation architecture, where the concept of network operation constraints unit and net constructing mechanisms are employed to avoid conflicts among different platforms. Meanwhile, we conduct simulations to assess the effectiveness and feasibility of the constructed operation architecture and analyze the influence of the network parameters.