揭开美军无人机的神秘面纱

无人驾驶飞机亦称无人驾驶飞行器(简称无人机),是由无线电摇控或自身程序控制的不载人飞机。美军的目标是将无人驾驶和远程控制技术装备到部队。到2010财年,美军三分之一的纵深打击作战飞机将是无人驾驶飞行器。无人机缘何深受美军宠爱无人机之所以深受美军重视,原因是多方面的,其中主要几点如下:首先,无人机适应美军战场“零伤亡”要求。美国一方面要推行全球霸权,教训或改造“无赖”国家,进行反恐怖战争,另一方面要担心由于人员伤亡过多引起国内的反战情绪,因此在战争中追求“零伤亡”。然而,现代空袭反空袭斗争异常激烈,即使美军最先进的…     

“全球鹰”无人侦察机

“全球鹰”无人机已是名扬世界的高空长航时无人侦察机。它的机体多处采用新型材料制造,如机翼、后机身、发动机吊舱和尾翼面都采用复合材料。控制手段先进,能自主飞行。装有先进的电子侦察系统,包括由热成像仪和数字光学摄影机组成的传感侦测系统、X波段雷达。这种雷达如用广域搜索模式工作,24小时可搜索侦测10万平方公里,精度达1米;如用点状搜索模式工作,可侦测2平方公里,精度高达300毫米。它通过VHF/UHF双频植被穿透雷达,能够探测和识别军用目标,如用树枝伪装的坦克等。“全球鹰”正在成为美军最昂贵的无人机,原预计单价1530万美元,后…     

融合Q学习算法和人工势场算法的无人机航迹规划方法

针对基于Q学习算法规划出的航线存在与静态障碍物发生碰撞危险的问题,提出融合Q学习算法和人工势场算法的航迹规划方法。该方法首先利用Q学习算法规划出一条航线,其次根据地图统计该航线每个航段内包含的障碍物,最后对每个包含障碍物的航段采用改进的人工势场法进行重新规划。实验结果显示,提出的融合方法能够在牺牲少量轨迹长度和时间的情况下,得到与静态障碍物避免发生碰撞的最短路径。     

一种面向无人机登岛作战的自主决策机制研究

基于预案辅助决策的无人机登岛作战过程模拟,探索的一个重要问题就是无人机编队如何根据所处作战态势的变化,以及自身的当前状态来自主推理或修正,判断下一步所要采取的动作,以此达到自主决策的目的。立足于OODA环作战理论,通过对LR有限状态机进行适当改进,对无人机登岛作战实现了基于预案规则的行为过程建模,分析了无人机登岛作战行为模型的各个状态及触发事件与不同状态之间转换的关系,为登岛作战中无人机编队自主决策提供一定参考。     

基于任务拆分的多无人机任务分配多目标优化

针对多无人机协同攻击作战想定,基于任务需求可拆分,研究多无人机任务分配优化问题。引入任务时间窗约束,构建任务收益水平测度函数。建立寻求执行任务总成本最小和总收益最大的多无人机任务分配优化模型,并根据模型特点,设计三阶段禁忌搜索算法进行求解。仿真实验结果表明：考虑任务拆分相比不考虑拆分的分配方案,无人机执行任务成本及效益更优。     

飞翔的“神鹰”

马福友想不到他少年的从军梦到50岁的年纪终于姗姗而来。自从总部、军区、省军区、军分区和海军航空兵的领导接二连三来公司参观和听取他的无人机性能汇报后，他就一直翘首企盼他的“神鹰”飞得更远，渴望他和他的无人机加入军队国防建设的行列。终于，他迎来了这一天。     

无人机风梯度滑翔过程中能量变化

风梯度滑翔是一种能够使飞行器从飞行环境中获取能量的飞行方式。在已建立的飞行器动力学模型的基础上,分析了无人机在已知的梯度风场中一个滑翔周期内的能量变化过程。采取分段解析的方法,将一个风梯度滑翔周期分为4个阶段进行分析,即逆风爬升、高空转弯、顺风下滑和低空转弯,其中高空转弯为整个滑翔周期内的关键阶段。采用三维空间路径结合二维平面投影的计算方法,详细分析了无人机在高空转弯过程中的运动方程和能量转化方程,同时分析了影响飞行器从梯度风场中获取能量以及梯度风场中由于空气阻力导致飞行器能量损失的相关参数,为无人机最大程度地从梯度风场中获取能量,同时减少自身能源损耗提供了理论指导,并且根据理论建模进行了仿真分析,得出了逆风爬升和高空转弯的初期是获取能量主要阶段的结论,对指导无动力滑翔有很大的意义。     

改进型Voronoi图和动态权值A*算法的无人机航迹规划

针对实际作战环境中的不同威胁等级和不同威胁实体的威胁源,提出了改进型的Voronoi图,并建立了基于改进型Voronoi图的航迹规划空间;基于A*算法的估价函数在不同阶段对指标的敏感度不同,在传统的启发式A*搜索算法基础上提出了动态权值A*搜索算法,提高了航迹搜索的效率,实现了航迹搜索过程快速性和准确性的结合。最后通过Matlab仿真计算出由动态权值A*算法得到的最优航迹,并进行了航迹的平滑处理,仿真表明了该方法的可行性。     

多旋翼无人机AHRS系统矢量乘积误差PI跟踪算法

针对多旋翼无人机对低成本姿态航向参考系统的实际需求,设计并实现了一种姿态航向参考系统。该系统采用陀螺仪积分出的载体姿态和已知的地球重力矢量,解算出地球重力矢量在载体系下的投影和加速度计测量出的地球重力矢量的矢量乘积结果作为水平姿态角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈,实现了准确的水平姿态角跟踪测量。利用陀螺仪积分出的姿态和已知的地球磁场信息,解出地球磁场矢量在载体系下的投影与磁力计测量的地球磁场矢量乘积结果作为航向误差角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈实现了对航向角的跟踪。转台实验表明:该系统水平姿态角跟踪精度约为1°,与EKF算法相比,运算速度提升了80%且精度好于EKF算法。     

吹响进军无人化战场的号角——军用无人系统发展和作战运用述评

近年来,美国及西方国家军用无人系统发展迅速,在多场局部战争中大量使用,展现出不可或缺的独特优势,成为战争形态演变的重要推手和新型作战力量建设的重点。美国国防部自2000年起,先后发布了6份无人系统发展路线图,尤其是2013年12月发布的《2013~2038年无人系统综合路线图》,系统描述了空中、海上、地面无人系统发展趋势与特点,对未来25年美国军用无人系统发展提出了总体思路和具体构想。世界主要国家军队在推动无人系统发展运用上的战略举措,将从根本上改变人类参与战争的方式,开启了战争走向无人化战场的大门。