舰载无人机光电载荷系统探测概率模型

基于光电载荷对海面目标的分辨能力,构建了光电载荷瞬时发现概率模型,揭示了光电载荷搜索发现目标的内在特性;在对人眼在显示屏上搜索识别目标规律研究的基础上,建立了人眼在显示屏上扫视到目标的概率模型和舰载无人机最大允许搜索飞行速度模型,为舰载无人机光电载荷系统对海上目标搜索效率、搜索方式、搜索方法以及搜索力配置的研究提供了理论和技术基础。     

基于航迹消除与策略迭代的无人机集群区域目标搜索方法

无人机集群区域搜索在军事领域以及民用领域的搜救、巡逻、监测、环境勘测等方面有着广泛的应用,但如何保证不同场景下无人机集群搜索方法的效率问题依然是个难题。为了更好地解决搜索目标先验信息已知的无障碍区域内多无人机集群搜索航迹规划问题,提高无人机集群搜索效率,本文根据目标区域热度以及传感器探测概率等先验信息,提出了一种基于无人机航迹消除策略的概率计算方法,并在此基础上结合策略迭代算法动态规划无人机航迹,找到单个无人机航迹覆盖率最优策略;进而通过适当组合顺序实现无人机集群区域目标搜索整体覆盖率最优;最后,通过仿真计算验证了算法的有效性。     

舰载无人机光电载荷对海搜索方式与搜索宽度

搜索方式与搜索宽度是舰载无人机对海搜索效率与搜索力配置研究的基础。基于舰载无人机及其光电载荷的性能特点,提出了舰载无人机对海搜索的七种基本搜索方式,并从不同的角度对舰载无人机对海搜索方式进行了分类,给出了搜索方式的选择方法;建立了舰载无人机光电载荷搜索宽度计算模型,为舰载无人机系统采用不同的搜索方式进行搜索时计算其搜索效率和搜索力的配置提供了决策依据。     

舰载无人机光电载荷对海上目标搜索决策分析

构建了光电载荷对海面目标收容能力分析模型,提出了＂收容畸变率＂的概念,给出了光电载荷在不同视场角下的最小可用视轴俯角和理论最大探测距离,为光电载荷对海搜索理论与方法的研究确定了逻辑起点;构建了＂搜索参数＂限制分析模型,给出了光电载荷的理论＂搜参＂范围,为实用＂搜参＂范围的确定奠定了基础;提出了光电载荷＂海面分辨力＂的概念,建立了海面分辨力计算模型,给出了光电载荷针对不同的海面目标的实用＂搜参＂范围。     

基于多Agent无人机协同侦察任务规划模型

建立了多无人机协同侦察任务规划模型,在考虑侦察时间间隔约束和目标载荷需求基础上,给出了位于不同基地的无人机优化部署和调度策略,并提出了基于多Agent的优化搜索仿真算法,利用Matlab实现了无人机优化配置和任务规划模型,得出了无人机优化配置和任务规划方案,最后分析了模型算法存在的某些不足,提出了模型改进的方向。     

舰载预警直升机搜索参数的优化设计

舰载预警直升机在搜索目标的过程中需要确定载机搜索高度和机载雷达的波束俯仰角,依据机载雷达搜索原理,建立雷达载荷感知面积模型,结合作战约束确定符合要求的搜索参数。考虑机载雷达最大搜索距离和目标累积发现概率两个指标,建立机载雷达发现概率模型,在满足给定发现概率的情况下,得到对于来袭目标的最大探测距离,依据搜索参数优化设计舰载预警直升机的飞行高度和波束俯仰角范围,并给出了飞行高度与视轴俯角范围的使用与控制方法。     

空域频域不确定条件下电磁探测卫星规划方法研究

电磁探测卫星对区域目标的覆盖搜索在反恐及海上搜救等领域发挥着重要作用.针对电磁探测卫星区域搜索任务中存在的空域频域不确定性,构建了电磁探测卫星区域搜索问题(EDSASP)中不确定因素的量化描述模型及决策要素模型,提出了基于贝叶斯决策的电磁卫星任务规划方法,并以信息探测收益和前端截获收益为优化目标,建立了空域频域不确定条...     

面向侦察任务的无人机机载感知传感器配置与融合综述

无人机侦察需要依赖各类机载传感器提供感知信息,利用多源信息进行优势互补,从而提升无人机感知能力.围绕无人机机载感知传感器配置融合展开综述,首先从无人机平台自身属性、传感器属性、飞行环境和任务类型及需求4个方面分析了传感器配置时需要考虑的要素;其次,设计了基于多目标优化理论的传感器配置融合方法;最后,总结了无人机侦察中常...     

基于粒子群遗传算法的多无人机协同路径搜索

为解决不确定环境中多无人机路径搜索针对性不强、效率低问题,提出一种基于粒子群遗传算法的多无人机协同路径搜索方法.建立区域栅格图环境和搜索概率图模型,采取滚动预测的方式,提出使用协同粒子群遗传算法生成预测路径,通过适应度函数确定最优搜索路径,该路径满足无人机最小转弯半径限制,并能实现威胁区域规避和重点区域加强搜索.仿真结果验证了所提算法的有效性.     

空地协同效能反馈的无人车目标捕获策略研究

针对无人车光电设备对复杂环境下目标搜索捕获存在时间长、效率低等局限性问题,提出了基于空地协同效能反馈机制的无人车目标捕获方案,研究了基于效能反馈机制的改进贝叶斯理论捕获策略,基于无人车一定装备数量条件下,根据无人机协同搜索的信息,以时空覆盖率和满足目标信息准确率为反馈条件,动态闭环更新目标搜索捕获策略。仿真结果表明,该算法有效缩短了无人车对目标的搜索捕获时间,提高了搜索捕获效率。     

Three-dimensional coordinates test method with uncertain projectile proximity explosion position based on dynamic seven photoelectric detection screen

To objectively obtain the three-dimensional coordinates of the projectile fuze proximity explosion when projectile intersects the head of missile target, we propose a dynamic seven photoelectric detection screen test method, which is made up of six plane detection screens and a flash photoelectric dynamic detection screen. The three-dimensional coordinates calculation model of the projectile proximity explosion position based on seven plane detection screens with dynamic characteristics is established. According to the relation of the dynamic seven photoelectric detection screen planes and the time values, the analytical function of the projectile proximity explosion position parameters under non-linear motion is derived. The projectile signal filtering method based on discrete wavelet transform is explored in this work. Additionally, the projectile signal recognition algorithm using an improved particle swarm is proposed. Based on the characteristics of the time duration and the signal peak error for the projectile passing through the detection screen, the signals attribution of the same projectile passing through six detection screens are analyzed for obtaining precise time values of the same projectile passing through the detection screens. On the basis of the projectile fuze proximity explosion test, the linear motion model and the proposed non-linear motion model are used to calculate and compare the same group of projectiles proximity explosion position parameters. The comparison of test results verifies that the proposed test method and calculation model in this work accurately obtain the actual projectile proximity explosion position parameters.     

基于迭代卡尔曼粒子滤波的目标跟踪算法研究

粒子滤波在基于图像序列的目标跟踪中获得了广泛应用．针对其计算量较大的问题,提出一种迭代卡尔曼粒子滤波算法,将非线性跟踪问题分解为线性子结构的全局状态空间模型和非线性子结构的局部状态空间模型,利用粒子滤波在卡尔曼滤波估计值的局部范围内搜索目标,逼近真实目标状态．将实验结果与粒子滤波进行比较,结果表明,迭代卡尔曼粒子滤波减少了粒子数,降低了计算量,能够对高机动目标进行实时稳定的跟踪．     

基于1.5维谱的船舶轴频电场信号实时检测

为有效地从海洋环境电场中检测出船舶轴频电场信号,在采用正态概率图法分析海洋环境电场高斯性的基础上,利用1.5维谱在抑制高斯噪声和加强谐波信号基频分量等方面的优势,提取特征频段(1～7Hz)范围内的1.5维谱的平均值为特征值,利用滑动检测方法对信号进行了实时检测,并通过实测数据对该检测算法进行验证。结果表明:该方法在信噪比较高和较低的情况下均能较好地实时检测到目标信号,并且在没有目标信号的情况下不会出现虚警。     

Optimal search for a Markovian target

This article is concerned with an optimal search method for detecting a randomly moving target whose dynamics are described by a stochastic differential equation. The key notions are formulating the problem as one of optimal control and establishing the searcher's strategy by finding the control signal minimizing the probability that the searcher fails to detect the target. The search equation and the search function are derived, and sufficient conditions are given for the existence of an optimal search control. Finally, in order to circumvent difficulties arising in the realization of the optimal search algorithm, a successive approximation is presented with simulation studies.     

航母编队远程防空作战预警机巡逻区域大小设置

针对航母编队远程防空作战提供了一种预警机巡逻区域大小设置的优化方法。通过对航母编队防空区域划分,提出了大小设置的基本要求。以预警机平飞长度、转弯半径和巡逻速度作为影响因素,以目标发现概率、覆盖率和目标发现距离作为评价指标对试验结果进行直观分析,得到对评价指标影响最显著的因素为平飞长度,进而采用正交设计、变步长搜索迭代的方法得到巡逻空域大小的最优布置方案。     

一种基于目标的雷达对抗侦察策略

传统的电子战接收系统的搜索方式主要针对参数完全未知的敌方信号,通过在频域、空域等各维度进行大范围的逐段重复搜索可在较长时间内获得较好的侦察效果,但不适合短时间内对特定目标群的搜索和验证。针对电子战接收机存在的盲目侦察接收、与作战目标结合不紧密等问题,提出了一种基于作战目标的侦察策略,能够智能引导超外差接收机进行搜索截获,有效提升了超外差接收机对重点目标的实时截获与准确识别能力。     

卫星导航系统功率增强子星座优化设计与性能分析

卫星功率增强技术是提高区域导航信号抗干扰性能的一种有效措施,在卫星导航全星座中优选出卫星数量少、服务性能优的功率增强子星座,是新一代卫星导航系统建设迫切需要解决的问题。因此提出基于卫星数最少准则的功率增强子星座优化设计方法,详细介绍设计流程、数学模型及最优解搜索策略;定义了可用性水平、精度水平和覆盖范围等指标评估功率增强子星座性能;以GPS为例,分别针对覆盖点目标和区域目标两种应用背景进行功率增强子星座优化设计及性能评估。分析结果表明:全球范围内任意目标点进行功率增强需要12～17颗卫星;实现对我国沿海地区的连续覆盖需要18颗功率增强卫星;覆盖整个亚太地区则需要全星座24颗卫星都具备功率增强能力,这样才能满足其连续性和精度要求,此时最优功率增强子星座的服务范围可扩充至全球区域。     

基于RCS的三维低可探测性轨迹优化方法

针对基于雷达散射截面(RCS)规避雷达威胁的飞行轨迹优化问题,提出了低可探测性三维轨迹优化的求解方法.通过B样条拟合构建连续可微的RCS数据模型,结合三维飞行动力学模型,建立规避雷达威胁下的飞行运动控制模型.将轨迹优化问题描述成为最优控制问题,其中飞行姿态控制、轨迹约束、边界条件作为约束条件,以降低雷达探测概率和减少飞行时间为目标函数.运用高斯伪谱法( GPM)将连续的最优控制问题转换为离散的非线性规划问题进行求解.仿真结果证明本文方法实现了求解单基地雷达和双基地雷达探测环境中低可探测性三维轨迹优化问题,有效降低了飞行过程中的雷达探测概率和暴露时间.     

战斗机隐蔽接敌轨迹优化方法

针对空战对抗的隐蔽作战需求,对战斗机隐蔽接敌方法进行研究。基于战斗机雷达反射截面积的动态特性建立雷达探测威胁模型;以空战态势参数为状态建立接敌引导模型;以给定目标发现概率为暴露阈值进行威胁约束;以最小化接敌过程中累积被发现概率为性能指标;将战斗机隐蔽接敌问题建模为隐蔽性约束下的最优控制问题。为保证算法的实时性和有效性,引入滚动时域控制策略进行在线优化,并采用高斯伪谱法进行数值求解。仿真实验表明,通过路径约束和性能指标双重约束,能有效增强战斗机接敌的隐蔽性,算法实时性能满足战斗机控制的需求。     

声纳浮标搜潜优化布放技术研究

在航空搜潜中为了提高搜索概率,需要优化声纳浮标群的布放位置。首先建立目标运动模型和累积搜索概率的计算方法,然后采用多点随机搜索、分区&分支界定和遗传算法对规则阵形和不规则阵形的声纳浮标群的布放位置进行优化,相应地建构了三种声纳浮标搜潜优化布放方法。仿真结果表明：在简单环境下搜潜,用前两种方法优化规则浮标阵的阵形参数,其搜索概率高而且运算时间短;在复杂环境下搜潜,利用遗传算法优化不规则浮标阵的布放位置,具有最高的搜索概率但运算时间较长。