舰船编队组网作战数据分析平台的设计与实现

舰艇编队网络化作战是基于网络中心战理论形成的未来海战的主要方式。在未来舰船编队防空网络化作战的大应用背景上,提出了一套能够对舰船编队网络作战过程记录数据进行分析和处理的数据分析平台设计方法。该平台能够自动化的读取舰船编队作战记录数据,对网络化作战过程进行提取和解析,对目标指示、目标融合等组网作战功能进行分析,并将分析结果以适当的形式呈现,供设计师及作战部队对网络化作战性能流程和功能的分析和验证,能够快速有效的通过分析记录数据查找和解决问题。     

舰艇编队协同作战的空中目标威胁评估研究

从系统分析舰艇编队协同作战的空中目标威胁评估问题入手,深入研究了协同作战环境下编队空中目标威胁评估的基本过程。在此基础上,针对编队协同决策的特点,建立了基于两层决策的协同作战环境下编队空中目标威胁评估模型,从而提出了舰艇编队协同作战的空中目标威胁评估方法。最后,通过实例说明了所提方法的有效性。     

基于PEPA的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。本文运用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。     

LEO卫星网络路径选择策略

路由算法在选择路径时,主要考虑传输延迟和跳数这两个因素,分别选取最短延迟路径(Least Delay Path,LDP)或最少跳数路径(Least Hops Path,LHP)。在卫星网络中,基于LHP选径策略实现更加简单,但其应用在LEO卫星网络中合理性的研究成果不多。对极轨道LEO卫星网络中,LDP和LHP之间关系进行详细地理论分析,验证了LHP选径策略的合理性。并在此基础上,提出一种基于横向传输优先级(Horizontal Transmitting Priority,HTP)的LHP最短路径选择策略,利用横向链路长短特性简化路径决策流程。通过仿真,该方法能够快速寻找到最短LHP路径,为LEO卫星网络路由算法提供一定的研究基础。     

Walker星座自主定轨误差分析

通过对Walker星座中卫星间的相对运动进行分析,给出星间相对距离的解析表达式及其对轨道根数的偏导数,直观地描述在同轨道面和异轨道面的星间观测对轨道根数变化的体现情况;根据星座中卫星的相对位置,提出合理的约束条件和平差方法,利用星间测距网实现星座的整网定位;通过仿真算例,比较在不同情况下,采用合适的整网定位方法对轨道根数的系统误差和随机误差修正的情况。     

共面编队飞行卫星星座的控制

共面编队飞行的卫星星座的相对运动轨迹是一个椭圆,但卫星由于受摄动力的影响,其椭圆队形会发生变化。提出了一个简单而又节约燃料的队形保持控制方案,即在Hill轨道坐标系中,通过测量x轴和z轴,利用小推力喷气发动机进行控制,消除椭圆中心的相位漂移和各卫星轨道的不共面。     

解析法区域覆盖卫星星座设计

对典型卫星星座进行了分析。使用解析方法,以卫星载荷的工作高度范围为约束条件,以有效利用卫星覆盖区域为原则,给出设计区域覆盖卫星星座的详细步骤,得出卫星轨道根数和星座轨道参数。利用卫星工具包(STK)生成卫星星座图。     

舰艇导弹武控系统分析

水面舰艇海上作战的主要威胁来自于敌方反舰导弹的攻击,水面舰艇的防空作战能力成为其作战效能的重要指标之一,而武控系统又是舰载防空导弹武器系统的核心。通过分析舰载武控系统的设计原则、种类、内涵等内容,结合武控系统软件的特点,对开放式体系结构在大型复杂军用实时系统中的应用进行了论述,通过分析得出了几个有益的结论。     

多层卫星通信网络结构设计与分析

针对单层卫星网络时延高、网络阻塞概率大等问题,研究了多层卫星网络的系统结构及其特点。结合不同轨道卫星特点,引入分层卫星网络结构,采用Walker和极轨星座覆盖带设计法,设计了多层卫星网络星座。采用"弱连接"模型作为星际链路建立的基本原则,并对星座的覆盖性能和星际链路特性进行了仿真分析,结果表明,多层卫星网络在覆盖特性和星际链路性能上更具优势。     

基于最优刚性编队分布式生成算法

为了描述一类特殊的刚性图,给出最优刚性图的概念。在保持队形时,最优刚性图可以减少拓扑图的复杂性。为了最大可能地减少队形通信的复杂性,研究了最优刚性编队的生成理论。首先,提出了4个命题,用以论证基于分布式的最优刚性生成方算法的可行性;其次,基于这些命题,提出了一种多智能体系统的编队算法;最后,通过仿真来验证所提算法的有效性。