先进电磁频谱智能攻击与防御发展及启示

以对抗样本攻击与防御为代表的反人工智能技术可实现对智能电磁频谱感知系统的扰乱与欺骗,已逐渐发展成为电磁频谱作战智能攻防的关键技术。本文分析了近年来以对抗样本攻击为典型样式的先进电磁频谱攻击和防御技术手段,并以几种典型的基于深度学习的通信信号调制识别模型为对象,研究了智能攻击技术的作用机理,仿真分析了基于扰动能量最小准则的对抗攻击效果,在此基础上总结了智能攻击技术的特点,并阐述了该技术带来的影响。最后借鉴发达国家国防科技发展的经验,给出了启示建议,强调应高度关注智能系统脆弱性问题,要提前布局开展相关关键核心技术攻关与应用研究,避免出现“先建设后打补丁”的情况。     

智能感知在防空反导OODA环中的应用

在未来智能化战争中,瞬息万变的战场态势对防空反导武器系统的探测感知和指挥决策提出了新的挑战。本文聚焦智能感知技术赋能未来防空反导作战装备,剖析了智能感知概念及内涵,围绕防空反导“观察、定位、决策、行动”（OODA）环以及典型作战流程,梳理感知对抗形态,主要包括预警与反预警、探测与反探测、跟踪与反跟踪、干扰与反干扰;揭示了智能感知对抗的核心科学问题是特征的隐匿与识别,给出了感知对抗技术在OODA环中的主要应用场景;最后,提出了提高防空反导装备智能感知对抗水平所需的关键技术发展建议。     

基于弹药挂载工作的舰载机保障作业调度

针对弹药挂载工作下舰载机保障作业问题,分析了弹药挂载作业与舰载机其他保障作业的约束关系,并基于保障资源约束,以舰载机保障作业完成时间和负载方差最小化为优化目标,建立了考虑弹药挂载工作下的保障作业调度模型。通过设计基于保障工序优先级的染色体片段编码方式,避免了大量不可行解的产生,提出了一种改进的NSGA-Ⅱ算法。以国外某型航母为例进行仿真分析,验证了模型与算法所得调度方案的可行性。     

视频卫星单目标实时跟踪算法

针对时空上下文(STC)目标跟踪算法在高分辨率视频卫星影像中,目标经过复杂背景时跟踪准确度过低的问题,提出了适用于视频卫星影像数据的改进型时空上下文目标实时跟踪算法。该算法结合感知哈希算法对STC目标跟踪算法中置信图模型加以改进,以提升跟踪算法的目标定位精度,使用帧间学习率自适应更新方法以提升跟踪算法准确度,使用固定目标尺度方法提升跟踪速度以确保算法实时性。对"吉林一号"系列视频卫星影像进行仿真实验,实验结果表明所提算法在保证实时跟踪速度的同时,克服了视频卫星影像中复杂背景对目标跟踪算法的干扰,实现了针对高分辨率视频卫星影像实时的精准目标跟踪。     

Volterra级数模型的非线性压缩测量辨识算法

针对非线性系统的辨识问题,提出了非线性压缩测量辨识算法,且推导出了一种符合压缩感知测量准则的测量模型。相比递归最小二乘法,该方法极大地减少了所需的测量数,使得高阶Volterra级数辨识成为可能。此外,还分析了实际应用中的各项因素对辨识准确性的影响,如信号稀疏度、测量噪声、测量矩阵形式等。     

频谱感知次序的在线最优选择

动态频谱接入是解决无线电频谱资源短缺和频谱使用效率低下问题的有效方法,它允许次级用户在授权频谱空闲时动态地接入,以进行数据传输。而频谱感知是实现动态频谱接入的关键挑战之一。由于次级用户的感知能力有限,为了获得更多的频谱接入机会,需要尽快找到频谱空闲概率最大的频段,并研究频谱感知次序问题。考虑到频谱空闲概率对次级用户是不可知的,并且会随时间变化,提出了在线学习框架,把频谱感知次序问题归纳成经典多摇臂赌博机问题,并利用在线学习方法——满意折现汤普森抽样算法处理优化问题。仿真结果表明,和其他算法相比,所提算法可以获得更多的频谱接入机会并且能够跟踪频谱空闲概率的变化。     

基于随机搜索策略的中继卫星调度方法

高质量的调度方案不仅能满足用户的需求,还能为中继卫星系统的计划编制提供科学的决策手段和依据。针对日益多样化的用户需求,采用全新的中继卫星调度应用模式,允许用户提交多个可以滑动的时间窗口。面向这种调度模式,考虑中继业务中任务调度的灵活性和任务间的冲突,构建考虑多滑动窗口的中继卫星调度模型,并设计基于随机搜索策略的中继卫星调度算法。算法包括任务资源匹配与邻域生成、可用时间段生成、任务冲突分析、邻域搜索与冲突消解以及资源与任务集更新5个算子。通过仿真实验将该算法与基于时间自由度的启发式算法进行对比,验证了算法的有效性。     

面向态势感知的网络空间态势本体模型研究

为了实现网络空间态势信息的共享,利用本体模型准确地描述网络空间态势要素及其相互关系。依据态势感知理论分析了态势要素的构成和态势核心本体模型;对网络空间态势领域的物理实体、虚拟实体、网络空间环境、事件等相关概念及关系进行了分析,并构建了本体建模;结合战场想定进行态势场景的本体描述,检验了本体模型的有效性。