Models of sensor operations for border surveillance

This article is motivated by the diverse array of border threats, ranging from terrorists to arms dealers and human traffickers. We consider a moving sensor that patrols a certain section of a border with the objective to detect infiltrators who attempt to penetrate that section. Infiltrators arrive according to a Poisson process along the border with a specified distribution of arrival location, and disappear a random amount of time after their arrival. The measures of effectiveness are the target (infiltrator) detection rate and the time elapsed from target arrival to target detection. We study two types of sensor trajectories that have constant endpoints, are periodic, and maintain constant speed: (1) a sensor that jumps instantaneously from the endpoint back to the starting‐point, and (2) a sensor that moves continuously back and forth. The controlled parameters (decision variables) are the starting and end points of the patrolled sector and the velocity of the sensor. General properties of these trajectories are investigated. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

一个蠕虫病毒传播数学模型分析

基于网络蠕虫的传播原理建立了一种网络蠕虫传播的微分方程数学模型,利用微分方程理论进行了定性分析,得到了网络蠕虫在网络中的传播规律并进行了数值模拟。该分析方法为网络蠕虫传播的预测与控制提供了一定的理论依据。     

基于水下声场信息的三维航路规划研究

针对目前大规模水下复杂战场环境中的航路规划困难的问题。设计了一种以距离值传递法为基础的航路规划方法,该方法以水下声场为主要威胁源,运用三维抛物方程(PE)模型计算水下声场数据,并以此建立三维水下战场环境。利用限制线性八叉树的方法对数据场进行数据分割,从而达到对搜索空间的压缩,最后通过距离值传递法搜索得到最佳航路。仿真结果表明该方法较快的实现了三维声场环境下的不同起始点、多目标寻径,满足一定条件下航路规划要求。     

对流层散射双向时间比对中对流层斜延迟估计

为精确估计对流层散射双向时间比对系统中对流层斜延迟,分析了估计卫星信号对流层斜延迟的Hopfield天顶延迟模型及CFA2.2映射函数模型并对其进行修正,从而适用于对流层散射斜延迟的精确估计。根据北纬35°~37°范围内的三个测站2010—2012三年的气象数据,验证Hopfield模型精度范围小于35 mm,并将三个测站按相互之间基线距离的不同分为三组比对站,利用2012年的气象数据,计算在不同入射角下一年的对流层散射斜延迟,并得出最大斜延迟对应的年积日和入射角。结果表明,三组比对站的最大单向散射斜延迟为21.82~35.45 m。在双向比对抵消90%的情况下,时间延迟为7.3 ns~11.7 ns;相互抵消95%时,时间延迟为3.6 ns~5.9 ns。     

基于改进 Gerstner 波的岛礁近岸波浪实时仿真?

为了实现岛礁附近波浪实时仿真,结合 Gerstner 波和水波动力学知识,提出了一种能够模拟波浪卷曲和折射绕射现象的波浪建模与绘制方法。首先,建立 Gerstner 波参数随水深变化关系,构建模拟波浪卷曲过程的几何模型;然后,定义岛礁地形对波浪传播的阻障和遮挡系数,并据此修正波浪传播的波向和波高,实现折射和绕射现象的仿真;最后,应用着色器缓存技术完成计算的硬件加速,并构建了基于视点的波浪传播多分辨率绘制策略。实验结果表明,该方法对波浪的卷曲和折射绕射现象取得了较好的仿真效果,绘制效率能够满足实时性要求。     

On allocating one active redundancy to coherent systems with dependent and heterogeneous components' lifetimes

This article studies coherent systems of heterogenous and statistically dependent components' lifetimes. We present a sufficient and necessary condition for a stochastically longer system lifetime resulted by allocating a single active redundancy. For exchangeable components' lifetimes, allocating the redundancy to the component with more minimal path sets is proved to produce a more reliable system, and for systems with stochastic arrangement increasing components' lifetimes and symmetric structure with respect to two components, allocating the redundancy to the weaker one brings forth a larger reliability. Several numerical examples are presented to illustrate the theoretical results as well. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 335–345, 2016     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法

提出一种利用SAR图像与光学基准图高精度匹配实现SAR平台定位的方法。利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点,并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标;根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程;利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置,进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度,分别提出对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响,并给出精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的定位精度,具备工程实用价值。     

连续波强激光武器的动态毁伤概率数学模型

在强激光武器的跟踪误差为均方可导、各态历经、零均值的正态过程的条件下,通过明晰的物理概念与严谨的数理演绎,导出了它的动态毁伤概率的级数表达式。通过算例探讨了动态毁伤概率的性质:它存在两个极大值所对应的随机穿越的自然频率,当跟踪系统工作在其中的非零频率上时,更具有快速反应能力;展现了跟踪误差的传递函数与动态毁伤概率间的定量关系。为论证、设计、检验强激光武器系统的动态毁伤概率提供了理论依据与技术支持。     

超短波信道建模方法

针对超短波信道传播条件复杂,缺乏相关成熟方法和模型的现状,对当前国内外现有超短波信道模型和建模方法进行了梳理、总结和归纳。简单介绍了超短波传播特性、信道参数以及现有模型,重点梳理了在不同应用场景下,可用于超短波信道建模的方法。然后,针对基于随机传播图理论的方法进行了重点介绍,总结了基于信道参数的模型验证方法。最后,针对不同的超短波应用条件,对相关的方法进行了展望。     

基于Petri网的C2S性能分析方法研究

给出了用时间连续随机Petri网和时间离散随机Petri网计算系统稳态概率的方法,并将其应用于指挥控制系统(C2S)的性能分析中,分析结果表明这种计算方法是可行的。