现代防御技术

高长生, 王越欣, 荆武兴, 胡玉东

2021, 49(1): 1-7. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.001

摘要 ( 350 )

PDF (2788KB) ( 1336 )

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高超声速飞行器是近年来各国大力发展的新概念飞行器,针对其飞行运动轨迹难以进行高精度跟踪这一问题,结合神经网络强大的自适应和自学习能力,提出了一种高超声速飞行器在线反馈滤波算法。其核心是在当前统计模型的基础上,利用BP神经网络与卡尔曼滤波相结合进行滤波器设计,实现对高超声速飞行器高精度跟踪。最后通过仿真试验进行比较,验证了此在线反馈滤波算法在跟踪高超声速飞行器时的有效性。

基于层次化体系的武器系统大数据管理研究

高健, 杨富学, 汪保龙

2021, 49(1): 8-17. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.002

摘要 ( 287 )

PDF (5022KB) ( 1100 )

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武器系统在试验、训练和作战过程中需要装订大量数据,同时会产生大量的数据,这些数据的紧密铰链支撑着武器系统的运转,也是现代网络化作战的重要基础。对武器系统数据特点进行了研究,提出了一种冷、温、热层次化体系的大数据管理方法,根据数据结构特点、检索频率、更新频率等指标将数据分成3个层级,分别使用不同的存储技术和平台进行数据管理。同时描述了3层数据之间的联动转化关系,使其内在成为有机统一整体。最后,对三层数据体系的应用效果进行了说明,列举了在装备系统上部分应用成果。

美国国防采办中的需求生成机制

宗凯彬, 张承龙, 薛晨曦

2021, 49(1): 18-26. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.003

摘要 ( 304 )

PDF (4654KB) ( 1497 )

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随着国防领域发展的不断成熟,需求生成在国防采办过程中的重要性正在迅速提升,通过对顶层需求展开规划论证,实现对未来发展的有效牵引。由于国防采办属于典型的复杂巨系统,其涉及的流程环节众多、参与部门广泛,因此必须采用系统工程理论,通过构建一套结构完整、步骤清晰的方法论对其进行指导,才能确保国防采办过程的顺利实施。为了有效开展需求生成工作,美军构建了联合能力集成与开发系统,通过定义一系列明确、可执行的操作步骤,理清了需求生成的方法流程,实现了国防采办体制由“基于威胁”向“基于能力”的有效转变。对美国国防采办中的需求生成机制进行详细阐述,重点关注其系统组成和运转流程,以期掌握需求生成过程的核心方法,并为相关工作开展提供有效借鉴。

深海安全问题的认识思考

武立军, 胡鉴航, 王旭, 王建斌

2021, 49(1): 27-31. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.004

摘要 ( 3457 )

PDF (781KB) ( 1994 )

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贯彻落实总体国家安全观,既需关注传统领域安全,又需关注新兴领域安全。深海作为新兴战略领域,研究深海安全意义重大。从安全研究的视角出发,初步思考了深海开发建设过程中需要关注的几个安全问题,可为深海安全深化研究提供支撑,希望引发更多的人去关注深海安全,促进深海开发与深海安全和谐发展。

面向人机融合的C⁴ISR系统架构研究

张兆晨, 毛晓彬, 周光霞

2021, 49(1): 32-39. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.005

摘要 ( 629 )

PDF (5304KB) ( 1323 )

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智能化战争中,打造能够理解、思考、与人协作的“机器大脑”是未来C⁴ISR系统的发展方向之一。提出“人智能向机器智能迁移”的人机融合C⁴ISR系统架构设计理念,创新设计涵盖“博弈对抗推演环境”等核心要素的系统组成,阐述战前和战中的运行机制,形成人机融合的C⁴ISR系统的架构范式。最后,以智能目标识别与武器控制为实例,采用DoDAF,运用架构设计工具,阐述了架构范式在下一代系统设计中的应用过程。

导弹静电放电效应及其防护装置应用研究

张力, 张家俊, 李鑫宇, 司晓亮

2021, 49(1): 40-46. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.006

摘要 ( 342 )

PDF (2314KB) ( 1149 )

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静电防护是导弹研制的刚性要求。简述了导弹发生静电荷沉积的主要途径,介绍了导弹静电放电的3种典型形式,基于相关典型试验和实测数据,分析了静电放电电流效应和静电放电电磁脉冲效应对导弹可感测辐射信号和系统信噪比的不同作用效能,研究了导弹安装静电放电器前后对安全性和功能性能的影响,介绍了静电放电器的典型应用方式,综合论证了导弹安装静电防护装置的必要性。

线性二次型及模型预测控制编队控制研究

武梅丽文, 王晓东, 宋勋, 陈燕飞

2021, 49(1): 47-52. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.007

摘要 ( 343 )

PDF (4099KB) ( 1319 )

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多智能体集群作战是未来战场的重要形式。作为集群作战中的关键技术,编队控制有着广泛的应用。以编队控制律为研究目标,选择2种优化控制方法:线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)方法和模型预测控制(model predictive control,MPC)方法。针对圆形编队轨迹,采用二阶动力学模型,基于相似一致性算法,在二维平面上仿真4个智能体绕轨迹中心旋转的编队运动场景,探究2种优化控制方法仿真效果。结果表明模型预测控制相比线性二次型调节器控制收敛速度更快,控制稳定性更高,侧向误差更小。增加侧向加速度补偿之后编队智能体在模型预测控制的作用下,圆形轨迹侧向追踪误差大幅度降低。

基于经典控制理论的制导系统校正方法研究

曹有亮

2021, 49(1): 53-58. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.008

摘要 ( 306 )

PDF (2993KB) ( 1026 )

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针对空空导弹抗目标大机动时,制导系统持续增加的快速性需求,利用反馈/前馈控制信号可提高瞬态和频率响应的经典控制思想,以及在制导算法中引入导弹的实际加速度补偿量以改善制导回路性能的方法,设计了制导系统校正算法。然后,通过线性化模型对制导系统校正算法的性能进行了数字仿真,仿真结果表明系统校正算法能够降低目标机动时所产生的脱靶量。最后,在仿真环境中加入导引头测角噪声,对校正算法增加前后的制导控制系统性能进行仿真和对比分析,基于分析结果对噪声环境下的校正算法进行了优化。

可实现以期望角度过顶迂回打击的制导律设计

吴锟, 陈东生, 金岳

2021, 49(1): 59-65. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.009

摘要 ( 304 )

PDF (5608KB) ( 1056 )

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在已有的小型导弹角度约束制导律设计中,对敌方目标打击角度约束范围往往有限。为了扩大角度约束的可行范围,实现对目标的全方位打击,基于双圆弧原理设计了可实现过顶迂回打击的制导律。首先,建立了导弹的末制导段相对运动模型,然后对双圆弧曲线拟合的原理进行了介绍和推导证明,对于两段圆弧的关键参数进行了推导,最后基于该原理设计了一种可从任意角度打击目标的制导律。仿真结果表明,该制导律能够实现的角度约束范围相对偏置比例导引律大幅提升,可以实现对固定目标的过顶迂回打击,控制命中角度能力较强,末端过载的峰值较小,控制能量也远小于BPNG(biased proportional navigation guidance law),命中精度满足要求,具备较好的工程应用价值。

一种单轴旋转的车载IMU/DTU组合导航方法

陈鸿跃, 陈雨, 赵晓伟, 曹全, 孙寿才

2021, 49(1): 66-74. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.010

摘要 ( 285 )

PDF (1452KB) ( 1069 )

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长时间机动工况时,某些复杂路况和车况环境下,捷联惯导组合导航系统方位角误差将增大。基于已有组合导航算法框架,提出了一种基于单轴旋转调制的组合导航方法。采用21维IMU/DTU(里程计)误差状态构造状态方程,以捷联惯导解算的位移增量与里程计解算的位移增量之差作为观测量,Kalman滤波器融合惯导与里程计信息,利用旋转调制机制,可对消IMU/DTU组合导航系统主要误差,实时输出高精度的方位数据和位置数据,对载车的行驶状态无特殊要求。进行了仿真试验和实车试验。试验结果表明:该方法能够在长时间机动工况下实现较高的方位精度和位置精度。挖掘了惯导组合导航系统的潜在精度,提高了快速反应能力、环境适应性和可用性,具有较好的工程应用价值。

海上编队传感器管理架构研究

丁春山, 何佳洲

2021, 49(1): 75-83. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.011

摘要 ( 332 )

PDF (6379KB) ( 1229 )

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在信息化海战场,获取信息优势是保障作战胜利的基础之一,海上编队传感器管理是提升传感器探测整体效能,从而达成信息优势的关键环节。首先分析了海上编队传感器管理需求,包括组成结构、作用以及编队、平台、传感器各层级的管理需求;其次研究了海上编队传感器管理的总体架构,提出采用混合式的体系结构,设计了事前规划与实时调度2个方面的处理流程、输入输出及处理原则,以及事件驱动的传感器作战管理技术框架,从而建立海上编队传感器管理的顶层架构。

光幕靶破片速度测量方法及误差分析

禄晓飞, 易成龙, 邹卫科, 涂国勇, 杨红兵

2021, 49(1): 84-90. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.012

摘要 ( 281 )

PDF (2254KB) ( 1062 )

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主要针对破片速度测量实际需求,建立了光幕靶测量数据处理方法和速度误差的传递模型。研究了着靶信号波形匹配技术和破片轨迹匹配技术,利用无偏估计给出了测时、测距等各测量参数的随机误差范围,再结合时间和距离的匹配误差,最终给出了破片速度测量的总误差。

螺纹连接防松技术研究及试验验证

黄志强, 郑旺辉, 金景峰

2021, 49(1): 91-97. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.013

摘要 ( 390 )

PDF (3131KB) ( 1272 )

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螺纹连接以其结构简单、拆装方便、形式多样、连接可靠、互换性好等优点,在机械及各种工程中应用十分广泛,对螺纹连接松动的原因和防松方法进行了概述,介绍了几种新型的螺纹连接方式,同时根据国家标准对相关螺纹连接组合进行了横向振动试验,对试验结果进行了分析,对多种螺纹连接形式是防松效果进行了验证,为工程设计中紧固件选用提供一定的参考依据。

面向维和装备保障的模拟训练系统研究

康警予, 刘晶, 陈忠, 郑振国, 王晖

2021, 49(1): 98-106. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.014

摘要 ( 302 )

PDF (5068KB) ( 1412 )

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由于国际维和任务环境复杂、装备繁多、支撑条件有限,装备保障成为影响遂行任务的关键点,而强化对保障人员能力体系的培训,是有效遂行境外装备保障任务的保证。运用以模拟仿真、虚拟现实等技术为核心的各类模拟训练手段,借助互联网、卫星等信息传输平台,构建一套综合模拟训练系统,能够有效解决装备保障训练全面性、可持续性、便易性、经济性的难点。分析了维和任务下训练需求,开展综合模拟训练系统总体设计,包括系统总体架构、系统组成、系统技术架构、系统信息交互关系等,对其中的关键技术进行提炼分析。该项研究为提升国际维和装备保障训练效能,构建模拟训练体系,提供了一套全面有效的解决方案。

固体火箭空间快速响应任务规划研究

蔡应洲, 贺绍飞, 谷振丰, 闫郭伟

2021, 49(1): 107-115. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.01.015

摘要 ( 287 )

PDF (2172KB) ( 1279 )

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针对空间快速响应任务中固体火箭弹道设计、微小卫星轨道规划相互独立,无法快速生成任务方案的问题,提出一种固体火箭空间快速响应任务规划方法。总结概述了空间快速响应任务规划的定义,在此基础上设计了固体火箭空间快速响应任务规划的总体架构,将其划分为任务要素分析、轨道规划、弹道规划、机动路径规划、方案评估和仿真演示共6个模块,阐述了各模块的功能,厘清了各模块之间的信息交互和制约关系,给出了各模块的实现方法和流程。研究结果可为固体火箭空间快速响应任务规划系统的实现奠定基础。

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