Japan as a Seapower: Strategy,Doctrine, and Capabilities under Three Defence Reviews, 1995–2010

Abstract

This article draws upon previously unavailable document materials to question views pointing to a degree of stagnation in Japanese maritime thinking. It similarly reviews claims about trends to compensate the decline of national military power with the build-up of projection capabilities. The article’s main argument is that Japanese seapower is not declining. The Japanese Navy is evolving to combine enhanced capabilities to retain sea control in the Sea of Japan and the East China Sea with extended operational reach and flexibility, including an expeditionary component to meet alliance and diplomatic commitments in East Asia and beyond its confines.     

舰艇编队防空过程建模及分析

防空作战是大型水面舰艇编队的主要作战样式之一。运用PEPA(性能评价过程代数)方法对舰艇编队防空作战全过程进行有效建模,形式化描述了预警探测、情报传递、命令下达、防空拦截等作战主要过程。建立的PEPA模型具有层次化结构,考虑了要素间相互协作,体现了编队防空作战分布、并发的特点。通过对建立的PEPA模型进行性能指标选择和稳定状态分析,得到了不同因素对编队能力发挥的影响情况,获得了防空作战的基本要素组成,从而提供了一种解决舰艇编队问题的新方法。     

用于消除缓变伪距偏差的抗差扩展卡尔曼滤波方法

针对卫星导航系统中伪距观测量存在缓变伪距偏差,导致定位精度下降的问题,提出了一种基于滑动积累的抗差扩展卡尔曼滤波方法。该方法在抗差扩展卡尔曼滤波算法的基础上,通过滑动窗口内多个历元残差矢量的累积,增大标准化残差矢量的伪距偏差,来提高对缓变伪距偏差故障的抗差能力。仿真表明,该方法能有效消除或者减弱微小伪距偏差和缓慢增长伪距偏差造成的位置误差,与传统抗差扩展卡尔曼滤波算法比较,定位精度得到明显改善。     

惯组动态测试台误差分析及附加运动补偿算法

为了完成惯组的高精度、大动态测试任务,基于Gough-Stewart平台设计了电动六自由度惯组动态测试台。建立了系统的误差模型并分析了电动缸长度误差对系统精度的影响,分析了电动缸在惯组动态测试台运动过程中产生的被动螺旋附加运动,并对该运动补偿算法进行了研究。对被动螺旋附加运动产生的误差进行量化分析,结果表明,被动螺旋附加运动对惯组动态测试台的位姿精度存在非常显著的影响。为了消除该影响,编制了补偿算法,并将其应用于惯组动态测试台的实时控制系统中。实验结果表明,经过算法补偿后,惯组动态测试台的位姿精度达到了设计指标要求。     

航空时敏制导炸弹增程弹道组合优化设计

为增强航空时敏制导炸弹在中制导段的滑翔能力,将极小值原理与自适应进化粒子群算法相结合,提出了一种适用于航空时敏制导炸弹增程弹道的组合优化设计方法。基于纵向平面内质心运动模型,推导了性能指标泛函及各不等式约束函数。引入Lagrange乘子矢量并建立相应的Hamilton函数实现无约束泛函极值问题的转换,推导出兼顾各优化目标函数的满意优化模型。利用自适应进化粒子群算法对该段增程弹道进行了攻角与弹翼张合档位双设计变量的组合优化。数值仿真算例表明,在满足状态方程约束的条件下,双变量的增程效果比常规单变量控制时显著提高,其优化结果可为制导炸弹弹道规划设计的研究提供一定的理论参考。     

潜艇自航模控制系统设计

为满足自航模操纵性试验的需要,设计了潜艇自航模控制系统的结构,建立了基于TCP/IP的网络通信协议,为保障自航模操纵性实验的安全性,设计了应急处理流程,通过对自航模定深控制过程的分析,完成了升降舵模糊控制器的设计。基于实现的自航模控制系统在操纵性实验中表现良好,对于类似系统的设计与实现具有一定借鉴意义。     

舰炮火控雷达实测误差时序特性分析建模

针对舰炮火控雷达高精度实时仿真建模的问题,运用高斯分布和正态平稳过程的两种误差序列生成方法,建立火控雷达简化仿真模型。通过对某火控雷达实测数据误差的统计及时序相关性分析,完成误差序列仿真生成与验证,给出了实现舰炮火控雷达探测误差仿真的优选方法。实践证明,正态平稳模型的误差生成方法可以有效满足新型舰炮仿真试验火控雷达建模要求。     

绳系拖曳离轨过程中的摆动抑制策略

以周向常值连续小推力作用下的绳系拖曳离轨为背景,针对离轨过程中的系绳摆动抑制问题,建立了系统质心轨道动力学方程及系绳摆动动力学方程,分析了无系绳收放控制时的系绳摆动特性以及系绳收放对系绳摆动的作用效果,构造了使系绳摆动衰减的期望绳长收放速率并设计了系绳张力控制律。仿真结果表明:无系绳收放控制时,系绳摆动表现为平衡位置附近的周期性往复运动;张力控制连续平滑,很好地实现了系绳实际长度对期望长度的跟踪,同时有效地抑制了离轨过程中的系绳摆动。     

远程复杂通信电磁环境模拟器的设计与实现

通信电磁环境模拟器是保障完成通信对抗装备检测与训练的重要设备。提出了一种基于任意波形发生器和嵌入式GPRS/GPS模块的远程模拟器设计方案。同时,讨论了一种模拟器的组网拓扑设计,实现了复杂信号环境生成。解决了远程通信电磁环境生成问题,具有很高的工程应用价值。     

多无人机协同任务分配方法

任务分配是多UCAV协同控制的核心和有效保证,是一类复杂的多目标优化问题。针对一种扩展的混合整数线性规划(MILP)任务分配模型,通过对模型特点的分析,提出一种基于相似度的遗传退火算法解决该问题并进行仿真实验,仿真结果表明该算法具有较强的收敛性和较好的多样性,验证了改进算法解决该问题模型的有效性。