随着战争形式的不断演变和武器装备的更新换代,空中战场态势日益复杂,迅速准确地识别目标作战意图是战场态势评估的一项重要内容,可以为指挥员的决策提供辅助信息,有利于掌握战争主动权。首先介绍了目标意图识别的基本概念及相关模型,界定了目标意图和意图识别的定义概念,从作战指挥决策流程和信息融合流程2个方面确定了目标意图识别的地位和重要性;其次目标特征和意图空间分别作为意图识别的输入属性和识别框架,是意图识别的基础并对此进行了综述;然后综述规则和模板匹配、证据理论、贝叶斯网络、传统机器学习和神经网络等5类常见的目标意图识别方法,介绍了每种识别方法的基本机理和识别过程,总结了其优缺点;最后对比分析了5类目标作战意图识别方法的性能,并对其未来研究方向进行了展望。
多旋翼无人机在带来便利的同时,也越来越成为重要设施的威胁。针对低慢小多旋翼无人机的跟踪探测难题,开发了一种基于麦克风阵列声源定位的多旋翼无人机跟踪探测识别定位系统。该系统实时采集无人机噪声信号,进而采用基于小波变换的波束形成时频声源定位算法进行无人机噪声源定位,最后融合了麦克风阵列反演得到的多旋翼无人机位置和视频采集到的图像。经过在全消声室环境中对多旋翼无人机进行的大量测试表明:该定位系统能准确实时跟踪定位无人机的横向飞行和上下飞行;即使在摄像头盲区也能准确探测无人机位置,有效弥补了视频探测的不足;该系统的定位精度为92.2%,优于同类系统。
人工智能技术在军事领域的广泛应用,催生战争形态不断演进。为应对智能化战争带来的挑战,通过分析人工智能技术发展趋势及其地位作用,讨论了在军事领域开展人工智能防御技术研究的必要性;从“硬打击”和“软打击”2个角度,给出了防御反制人工智能武器系统的技术方法和AI安全防御架构;重点分析了污染打击、逆向打击、后门打击和对抗打击的技术原理;最后,从顶层设计、应用审查、数据治理、基础研究、指挥艺术和人机混合智能6个方面给出了加强人工智能防御技术研究的措施建议。
针对现有反潜作战存在指挥关系不清晰、信息流向不明确、处置手段单一等问题,从物理域、信息域、智能域3个方面出发,提出了反潜作战制胜机理及对抗模式。基于动态变化的OODA(observation,orientation,decision,action)作战环理论,结合反潜装备和作战样式发展现状及趋势分析,进行了有人-无人协同反潜作战概念设计,并总结出智能域反潜作战的关键技术需求,为未来低成本、高效反潜作战发展提供参考。
针对战场中空中目标航迹动态性、时序变化性及意图多样的特性,提出一种基于端到端类属属性学习的识别方法,作为智能多意图识别模型的基本框架。融合目标航迹中的时序特征及属性特点,通过压缩及修正预处理统一输入编码信息,封装专家的知识经验为标签,学习指挥员战时情况判断的思维方式,消除其隐蔽性、欺骗性和对抗性所带来的干扰因素,得出特定目标的复杂战术意图。通过仿真实验,采用常用多分类评价体系分析端到端训练方式对结果的影响,以及与相关方法的对比分析表明,所提算法针对多意图识别更具有效性和参考价值,可用于支撑作战筹划系统建立非合作目标与保卫要地的关联关系。
随着无人机任务复杂性以及环境不确定性的不断提高,对航路规划的要求也随之提高,航路规划问题复杂度逐渐增加,由单无人机航路规划向多无人机规划发展,由单任务向多任务发展。针对无人机航路规划问题,从概念内涵、任务建模、算法解析等方面进行了综合分析。针对现有航路规划算法存在的最优路径效果较差、收敛速度慢以及易陷入局部最优等问题,重点分析了A*算法、粒子群算法、遗传算法、蚁群算法在无人机航路规划中的应用及存在的问题,提出了优化改进的方向。
导弹发射装置已成为现代海军舰艇的主战武器装备,其技术水平、组成形式和生产成本等直接影响整个舰艇装备作战效能、技术性能和战争模式。呈现了国外舰面导弹发射装置技术迭代的演变过程,梳理了典型发射装置的技术特点及其优缺点,综合论述国外模块化发射装置在舰面发射技术当中的优势、应用与发展现状等方面。根据未来战争模式、导弹发射需求和技术发展动向,分析了舰面导弹发射装置、模块化发射装置在未来水面发射技术当中的主要发展方向和趋势。
针对复杂战场环境中态势数据呈现出的大规模、碎片化特征,将知识图谱技术应用到态势感知工作中,从整体性和关联性的角度来判识作战行动。构建了作战行动知识图谱,将作战行动类型、作战力量以及属性等态势数据以图的形式进行组织,实现了作战行动知识的相互关联。设计了基于知识图谱的作战行动判识模型,该模型能够充分运用图谱中的属性信息和关联信息来得到更丰富的实体向量表示,通过衡量三元组的真实性来判识作战力量的作战行动类型以及作战力量之间的关系。实验表明,所提方法可以有效地对作战行动进行判识,有助于指挥人员深入地分析战场态势。
针对选频分集散射通信抗干扰性能评估准确性提升,提出了一种自适应选频分集抗干扰性能分析方法,基于抗衰落分集接收解调算法建立了选频抗干扰分析模型。通过仿真分析可获得选频分集准确的抗干扰性能,并根据不同的干扰特性得到了量化的分析结果。仿真结果表明,该自适应选频分集抗干扰分析方法优于现有的散射通信抗干扰分析方法,便捷有效,能够显著提升抗干扰性能评估的准确性。
针对电子与火力一体化防空拦截能力评估问题,将地对空雷达干扰系统、中程防空导弹、近程防空导弹、高炮武器看作四层防线构成的电子与火力一体化防空体系,基于有限等待时间的随机服务系统和拒绝制随机服务系统,建立电子与火力一体化多层多通道防空拦截能力评估模型。实例分析表明,该方法可以为科学评估电子与火力一体化防空拦截能力、优选防空兵部署方案提供参考依据。
随着卫星导航系统在战争中作用的不断提高,其面临着日益复杂的战场电磁环境,为了保证授时、定位信息准确、高效传送,进而夺取信息优势,世界各军事强国不断研究和发展导航战相关技术及其装备,并将其成功应用到新型卫星导航系统和导航干扰装备建设当中,提高了卫星导航系统战场生存能力和导航干扰装备的战场拒止能力。介绍了导航战的相关概述和地位作用,详细分析了导航战能力现状及发展趋势,给出了导航战发展建议,相关研究成果可以为导航战发展提供借鉴。
为解决车载组合导航系统中卡尔曼滤波器发散、无法准确跟踪误差变化等问题,设计了一种改进的自适应滤波算法。算法从原理上推导了滤波发散判断依据,结合了Sage-Husa滤波与渐消因子算法,在滤波过程中引入了新息衰减因子,通过对新息协方差进行判断,切换滤波器均方误差阵的更新策略,当出现滤波发散时采用多重渐消因子算法使滤波状态回归正常。对改进后的算法进行了捷联惯导/里程计组合导航仿真试验及实际跑车试验,试验结果表明改进后的自适应滤波算法可以抑制组合导航滤波发散,滤波器适应能力与稳定性得到增强。
由于内置式永磁同步电机磁饱和特性的存在,使得解析分析电机运行过程中定子所受的径向电磁力缺乏系统有效的方法,不利于在前期设计开发阶段进行电机电磁振动和噪声的抑制。针对内置式永磁同步电机转子不对称磁饱和的问题提出了一种电磁力的解析计算模型。通过将绕组函数法与等效磁路法相结合,推导了考虑电磁饱和情况下的电机磁动势。利用卡特系数计算了电机的等效气隙磁导。通过磁势乘磁导法建立气隙磁场模型,并结合Maxwell应力方程最终建立了电机径向电磁力的解析模型。最终通过有限元法验证了该模型的准确性。该模型能够反应电磁力与电机各结构参数的关系,有利于在设计阶段快速改进电机结构来抑制电机电磁振动和噪声。
梳理分析了美军士兵无线电波形(SRW)相关研究内容。给出了SRW的概述,重点分析了该波形技术体制,并对协议栈和网络架构进行了详细分析。从物理层、链路层和网络层对SRW进行了深入研究。针对该波形应用在相关电台(如AN/PRC-152电台、AN/PRC-154电台、AN/PRC-155电台等)上的应用进行了深入探讨。通过SRW的分析研究及相关电台应用探讨,能够为新型士兵自组网波形设计提供相关研究成果和参考依据,推进新体制单兵自组网电台发展跨越式发展。
复杂战场电磁环境是现代战场的重要构成要素,掌握其内涵和特性是提高战场感知、发挥装备作战效能、提高战场生存能力的重要基础。信息化条件下,开展复杂战场电磁环境研究具有巨大应用价值。对复杂电磁环境的基本概念和研究现状进行了综述,从电磁环境的认知研究和应用研究2个方面将复杂战场电磁概括为电磁环境描述、监测、度量和构建、装备适应性试验,并分别对这5项内容进行了论述。最后就复杂战场电磁环境未来研究方向和趋势进行了展望。
导弹稳定控制系统是提高导弹制导性能的关键技术之一,一直以来都是研究的热点和重点。以导弹纵向平面为例,建立了导弹稳定控制的状态空间模型,推导了LQR控制算法,在传统LQR方法的基础上,结合PID算法提出了一种改进的PID-LQR导弹稳定控制方法。通过仿真分析,比较了所提方法和传统LQR方法、改进LQR方法、模糊PID-LQR方法的控制性能,并对建立的导弹模型参数进行了拉偏试验,仿真结果表明所提出的方法优于其他3种方法,具有良好的控制性能和鲁棒性。
目标威胁评估为指挥决策提供数据支撑,多属性决策方法是目标威胁评估的有效手段。结合多属性决策方法的特点,区分威胁评估指标选择、威胁评估指标描述、威胁评估指标权重确定和目标威胁排序方法4个方面,系统总结了多属性决策方法在战场目标威胁评估中的研究现状,分析了每个方面存在的问题,探讨了未来多属性决策方法在战场目标威胁评估应用中需要重点发展的方向,为后续研究战场目标威胁评估提供参考借鉴。
针对顺逆轨不同交汇方式对脱靶量的影响问题,基于伴随法理论将飞行器末制导交汇过程进行建模分析。建立了末制导问题的原始模型,基于伴随法建立了问题的伴随模型,得到了目标机动、初始航向误差等因素对脱靶量影响的归一化解析表达式。进一步基于解析表达式分析了飞行器响应时间、交汇速度等因素对脱靶量的影响。最后基于上述理论分析对逆轨迎面交汇、追击顺轨交汇、前置顺轨交汇等不同交汇方式下的特点进行了总结归纳。
针对无人值守作战系统在动态战场环境下多目标协同拦截的实时性与高效性需求,提出一种基于动态时间窗口的贪心目标分配与发射时序规划方法(greedy target assignment and fire scheduling method based on dynamic time window, GTAFS-DTW)。通过构建作战单元与目标的相对运动模型,结合攻击距离约束、任务执行约束及目标运动特性,以最小化攻击时间与命中时间差为优化目标,设计动态时间窗口筛选机制。在此基础上,采用分层贪心策略,优先选择可攻击时间区间交集的作战单元-目标对,并通过迭代调整窗口边界及发射时序规划实现时序协同优化。仿真实验表明,相较于传统离散粒子群(discrete particle swarm optimization,DPSO)算法,GTAFS-DTW在横向队列与纵向队列场景下均能够将命中时间差减小至0.5 s以内,降低了目标机动响应窗口,同时显著提升了计算效率,满足在线任务规划的实时性要求。
角反阵列能形成与舰船目标相似的高分辨一维距离像(high resolution range profile, HRRP),给现有雷达识别提出了严峻挑战,但角反阵列和舰船目标随着观测角度变化的规律有差异,据此提出了双雷达HRRP相似度特征,用于鉴别角反阵列和舰船目标。电磁仿真结果表明,该特征有效刻画了角反阵列和舰船目标HRRP随视角变化的稳定性差异,在双雷达视线夹角大于60°和-2 dB信杂比条件下,基于双雷达HRRP相似度特征的角反阵列和舰船目标识别正确率可以达到99.07%。