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当期目录

    2022年 第50卷 第5期    刊出日期:2022-10-28
    特约稿
    基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法
    唐毓燕, 江涌
    2022, 50(5):  1-7.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.001
    摘要 ( 11248 )   HTML ( 10292 )   PDF (1325KB) ( 777 )  
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    结合飞行器技术与探测跟踪技术的快速发展,针对飞行器星座探测跟踪应用背景,提出了一种基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法,解决了合理观测距离情况下对大气层外飞行器光学卫星高精度跟踪与30 s内速度估计误差快速收敛问题,仿真验证了算法的有效性及相较于EKF滤波一定程度的优越性。

    空天防御体系与武器
    无人潜航器作战运用模式及关键技术
    孙盛智, 苗壮, 李杨, 罗云, 郑卫娟, 盛碧琦
    2022, 50(5):  8-13.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.002
    摘要 ( 5805 )   HTML ( 505 )   PDF (1155KB) ( 844 )  
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    随着无人潜航器技术的逐步成熟,研究其在现代水下作战中的运用,是完善未来水下作战理论的重要依据。分析了无人潜航器实现隐蔽跟踪、发动突然袭击和迷惑敌方攻击的作战需求,从提升水下作战能力的角度出发,研究无人潜航器被动集中式、半主动分布式和驻地分布式3种作战运用模式。为适应未来水下高强度作战节奏,提出无人潜航器深潜通信、自主控制和水下布放与回收等关键技术,为无人潜航器水下作战理论发展提供重要现实依据。

    考虑不确定性的低空无人机运行风险评估方法
    王文涛, 甘旭升, 吴亚荣, 任谨慎, 王翠香
    2022, 50(5):  14-21.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.003
    摘要 ( 5438 )   HTML ( 392 )   PDF (3463KB) ( 460 )  
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    针对低空空域环境复杂,无人机运行风险无法进行量化的现状,提出考虑运行过程中不确定性的低空无人机运行风险评估方法。根据无人机下降过程中的受力模型,推导出无人机突发故障的坠落影响区域;考虑无人机运行过程中的不确定性,利用Monte-Carlo方法确定无人机坠落点分布,计算出坠落的影响面积,从而得出系统风险值;通过案例分析,验证了所提风险评估方法的有效性与合理性,能够对低空无人机空中交通管理提供实时安全评估,保证无人机在低空空域内安全运行。

    无人机支援地面防空作战研究
    宋占福, 赵全习, 胡文志, 黄懿
    2022, 50(5):  22-27.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.004
    摘要 ( 5221 )   HTML ( 411 )   PDF (746KB) ( 881 )  
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    无人机以其低成本、低伤亡、多能高效的优势,不断改变战争的交战规则,成为世界各国竞相角逐的焦点。根据无人机支援作战的优势,探索无人机在预警探测、电子对抗、信息通联、引导打击、伪装防护、运输投送、实战化训练等防空作战中的支援行动,提出无人机在地面防空部队的发展建议,对无人机快速融入防空作战体系,提升防空作战效能具有重要意义。

    ADS-B安全问题研究综述
    暴佳伟, 田小平, 刘宇娜, 邹长宽, 张雨晴
    2022, 50(5):  28-35.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.005
    摘要 ( 5166 )   HTML ( 350 )   PDF (805KB) ( 508 )  
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    ADS-B作为下一代航空运输系统的核心正在成为雷达的替代品,它要求飞机定期广播其精确的地理位置,从而提高飞机的安全性。但ADS-B协议缺乏安全机制,使得ADS-B信号在传输过程中容易受到网络攻击,易造成信号干扰或缺失,严重威胁航空安全。综述了ADS-B国内外发展情况,在总结ADS-B存在的安全问题基础上分别分析了ADS-B传输过程、ADS-B硬件和软件、ADS-B数据3个维度,指出在人工智能技术领域,尤其是机器学习中的深度学习方法是该问题的解决途径之一。

    军事智能
    基于元课程强化学习的多智能体协同博弈技术
    丁季时雨, 孙科武, 董博, 杨皙睿, 范长超, 马喆
    2022, 50(5):  36-42.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.006
    摘要 ( 4832 )   HTML ( 299 )   PDF (1899KB) ( 671 )  
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    多智能体协同博弈具有实时及动作连续性、非完全信息博弈、庞大的搜索空间、多复杂任务和时间空间推理等特点,是当前人工智能领域极具挑战的难题之一。针对大规模多智能体强化学习训练时间长、难以收敛等问题,提出了一种基于Actor-Critic的多智能体强化学习协同博弈框架,利用元课程强化学习方法对小规模场景进行基础课程元模型提取,并且基于课程学习向大规模场景进行模型迁移,在元模型基础上继续进行训练,扩展元模型策略网络,最终得到较优协同博弈策略。在《星际争霸Ⅱ》平台上进行仿真实验,结果表明:基于元课程强化学习的多智能体协同博弈技术可有效地加速其训练过程,相较于传统训练方法可以在较短时间内达到较高的胜率,训练速度提升约40%,该方法可有效支撑多智能体协同博弈策略的高效生成,为低资源下的强化学习高效训练奠定理论基础。

    导航、制导与控制
    拦截大机动目标的有限时间收敛制导律
    吴刚, 张科
    2022, 50(5):  43-51.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.007
    摘要 ( 4466 )   HTML ( 269 )   PDF (2026KB) ( 455 )  
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    针对大机动目标的拦截问题,基于积分滑模控制理论提出了有限时间收敛的积分滑模制导律。采用参数自适应调节的径向基函数神经网络扰动观测器对目标机动引起的制导系统扰动进行估计,为了进一步提高估计精度,利用自适应律消除神经网络观测器的的估计误差。根据李雅普诺夫稳定性理论证明了制导律的稳定性和有限时间收敛性。通过数值仿真说明所提制导律无论是在脱靶量方面还是在弹目视线角的控制精度上都具有优异的性能。

    一种改进的带角度约束最优制导律
    李贵栋, 陆海英, 李志维, 韦世顺, 张欧
    2022, 50(5):  52-58.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.008
    摘要 ( 4232 )   HTML ( 238 )   PDF (1514KB) ( 379 )  
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    为了实现拦截任务需求,考虑拦截弹的角度约束以及能量过早损失而不能满足后续拦截需求,推导了一种改进的最优制导律。基于能量最小目标函数结构,提出一种使初始段需用过载尽量小且终端视线角能收敛到期望值的控制权函数;基于小角度假设,采用最优控制理论,推导了带视线角约束的最优制导律;基于制导律能使终端视线角收敛的特点,将带终端视线角问题转换为终端交会角问题,得到带终端交会角约束的最优制导律。仿真结果表明,所设计的制导律能实现终端交会角控制,同时能保证制导初始段能量消耗较小,且命中精度较高。所设计的方法对拦截弹的最优制导律研究具有一定参考和应用价值。

    指挥控制与通信
    改进匈牙利法的多层反导协同作战目标分配模型
    季军亮, 李龙跃, 杨小雷, 张微
    2022, 50(5):  59-67.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.009
    摘要 ( 4409 )   HTML ( 244 )   PDF (590KB) ( 412 )  
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    为探寻更加适用的反导作战目标分配方法,对多层反导协同作战目标分配及目标分配模型的内涵进行了界定,明确了多层反导协同作战目标分配模型构建的基本思路。分别建立了弹道导弹威胁度评估和反导作战单元拦截有利度分析的指标体系,通过归一化处理和权重赋值构建了弹道导弹威胁度评估模型和反导作战单元拦截有利度分析模型。结合多层反导协同作战火力运用的实际需求,对匈牙利法进行了基于火力转移的适应性改进,构建了基于改进匈牙利法的多层反导协同作战目标分配模型,并以多层反导作战想定为背景,运用模型对案例进行了仿真计算,验证了模型的合理性与有效性。

    目标特性与探测跟踪技术
    基于二维角度测量数据的目标关联方法研究
    金斌, 王书满, 翟云贺, 李林峰
    2022, 50(5):  68-76.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.010
    摘要 ( 4122 )   HTML ( 220 )   PDF (3158KB) ( 342 )  
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    目标信息源被干扰或采用被动交叉测向定位方式探测目标时,单源目标测量数据仅存在二维角度信息,因此,多源测量数据间的关联是必须解决的问题。针对不同基于数据误差的关联方法关联正确率有限的问题,提出基于测角误差和连续时间内距离偏差统计值的目标数据关联方法。根据目标测量数据视线角偏差对数据进行初关联,基于初关联结果通过连续时间内距离方差的计算结果对目标数据进行关联确认。该方法既可提升目标数据关联的正确率又能保证关联过程的计算量不会过大,提升二维信息目标数据的关联效率。

    针对阵列雷达极化测量的极化干扰效果对比分析
    张晓文, 郝志梅, 王强
    2022, 50(5):  77-84.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.011
    摘要 ( 4204 )   HTML ( 215 )   PDF (3514KB) ( 363 )  
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    为降低阵列雷达对来波极化信息的测量精度、阻碍雷达生成极化抗干扰滤波器,开展了极化干扰对雷达极化测量的影响研究,提出一套稳健、适应性强、易于操作的极化干扰生成方案。基于精细信号模型阐述极化测量的基本流程并分析其特点,得出极化域自由度不足和大功率导向是极化测量的固有缺陷的结论,这也是极化干扰实施的基本原理。针对几种经典的干扰模式和极化调制方法对雷达测量结果的干预诱骗作用进行理论推导和结果预测,并进行了仿真实验验证。研究表明,随机极化调制干扰对阻碍雷达极化测量更有效。

    间歇采样移频重复转发高效干扰方法研究
    刘一兵, 常文泰, 徐忠富, 任丙印
    2022, 50(5):  85-92.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.012
    摘要 ( 4249 )   HTML ( 214 )   PDF (1509KB) ( 329 )  
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    针对传统的间歇采样重复转发干扰不能完全对准真实目标,且干扰作用效果单一的缺点,分析了间歇采样重复转发参数对干扰效果的影响,确定调频参数,使得压制假目标群完全对准真实目标;提出一种基于移频重复转发的高效干扰方法,对采样周期内频率分量位于带宽两端的采样信号,采用分段移频的方法,使得转发的子脉冲在同一时刻叠加脉压增益,形成超前或滞后的欺骗假目标,频率分量位于带宽中间采样信号采用固定移频调制,形成压制假目标群。仿真结果验证了假目标空间分布推导的准确性,该方法可对真目标同时进行欺骗和压制干扰,具有双重作用效果,资源利用高效。

    基于克隆免疫决策的无人机集群协同探测跟踪
    周方宇, 周洁, 陈超波, 高嵩
    2022, 50(5):  93-105.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.013
    摘要 ( 4706 )   HTML ( 196 )   PDF (8916KB) ( 272 )  
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    针对感知范围受限情况下无人机集群对多目标探测跟踪效率低的问题,提出了一种基于克隆选择-传染免疫模型的无人机集群探测与跟踪方法。将病毒传染过程引入无人机集群信息传输中,构建无人机决策激活机制,确保集群资源的有效调度;通过引入克隆选择过程,构建无人机策略决策机制,保证无人机进行合理的策略选择;引入“过热”策略判断机制,避免同一策略被多架无人机执行,以降低遗漏目标情况的发生概率。仿真结果表明:所提方法能够有效提高集群区域探测覆盖面积,实现对更多目标的跟踪。

    综合保障性技术
    基于数据的雷达产品快速排故技术研究
    王超, 林涛, 王蕾, 孙晓娜, 高心军, 宋立军
    2022, 50(5):  106-113.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.014
    摘要 ( 3945 )   HTML ( 174 )   PDF (927KB) ( 328 )  
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    随着电子信息技术的不断发展,雷达产品的集成度和复杂度日益提高,产品交付的资料难以全面有效地指导用户排查产品故障,而在产品使用过程中,大量的故障数据并没得到有效利用。基于数据的雷达产品快速排故技术是以雷达产品大量使用数据为主要输入,利用分层推理集合搜索技术模型,从雷达产品的层次结构入手,分析功能故障与系统故障的关系,利用有向图的传播路径,形成故障相关性矩阵。依据故障相关性矩阵,通过故障现象等数据输入,推理出有效的排故策略。形成故障排查指导手册等形式的指导文件,以指导用户快速定位故障,解决问题,提升用户自身的排故能力。

    雷达装备故障原因知识图谱构建研究
    谢雨希, 杨江平, 孙知建, 李逸源, 胡欣
    2022, 50(5):  114-121.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.015
    摘要 ( 3926 )   HTML ( 171 )   PDF (1561KB) ( 351 )  
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    对雷达装备故障原因文本的分析,有助于定位故障部位,便于装备维修,分析装备性能。利用知识图谱技术对雷达故障原因文本进行知识抽取、表示和管理,可有效提升文本的利用效率,快速定位故障部位,及时分析装备性能。在总结了雷达装备故障原因文本特点基础上,运用模式层和数据层相结合的方法构建了雷达装备故障原因知识图谱。自顶向下定义知识图谱的组织架构、概念类型和概念间关系,形成知识图谱的模式层;针对文本特性,自底向上构建知识图谱的数据层:为解决样本量较小和识别由复合词组成的实体的问题,运用Att-ALBERT-BiGRU-CRF模型进行了实体命名识别;运用ALBERT-BiGRU-Att模型进行关系抽取。实验证明了上述抽取方法的有效性,将抽取出的实体与关系构建了雷达装备故障原因领域知识图谱。

    基于军事目标本体化的伪装方案辅助设计系统
    刘朝畅, 许卫东, 杨鑫, 佘劲松, 俞宙
    2022, 50(5):  122-132.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.016
    摘要 ( 3889 )   HTML ( 153 )   PDF (2820KB) ( 421 )  
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    针对伪装方案中兵力、时间和伪装资源等关键要素的确定依据伪装指挥员主观经验的问题,采用本体技术描述军事目标的伪装特性参数,设计优化了遮障伪装、迷彩伪装和假目标伪装的作业规则,建立了伪装方案辅助设计系统框架,对伪装目标本体化后的参数进行分析,自动推理出伪装方案时间、兵力和伪装资源伪装方案关键要素的定量结果,形成伪装方案辅助建议。以炮兵阵地体系里的3类典型军事目标为例,验证了所提系统能够本体化其相应的目标参数,生成符合军事实际的推理结果,具有一定的伪装行动指导价值。

    测试、发射技术
    大视场红外经纬仪分区误差修正方法研究
    张琦, 周瑜, 张晓明, 迟明祎, 衣冰
    2022, 50(5):  133-139.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.017
    摘要 ( 3917 )   HTML ( 144 )   PDF (1234KB) ( 367 )  
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    大视场光学经纬仪是重要的靶场测试设备,通常采用依托平行光管真值的分区建模误差修正方法对大视场光学经纬仪的全视场测角误差进行校正。为了进一步提高大视场红外经纬仪全视场测角精度,提出依托经纬仪完全对准平行光管时的指向值作为光学标校的基准值的分区误差修正处理方法,分别采用依托真值和指向值2种不同的修正方法构建2种修正模型,并解算同一被测目标的空间角度,进行对比实验,结果表明,依托指向值的分区误差修正方法能够获得更好的测角精度。

    仿真技术
    六分位探测引信战斗部起爆控制的建模及仿真
    陈红, 李世中, 杨超
    2022, 50(5):  140-151.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.018
    摘要 ( 3911 )   HTML ( 131 )   PDF (4169KB) ( 431 )  
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    为了满足定向战斗部在引战配合时的起爆控制要求,针对定向战斗部预制破片的飞散规律,提出了一种基于六分位激光引信探测定位的起爆控制建模方法。该方法通过六分位激光探测模型对目标方位的准确识别,实现对定向战斗部起爆方位的控制。为了研究不同起爆方式对战斗部威力的影响,利用LS_DYNA有限元仿真软件,模拟研究了在不同起爆方式下战斗部的破片飞散规律,找到最佳起爆控制方位。仿真结果表明:偏心60°双线起爆下定向破片速度增益为9.32%,定向毁伤区域约为120°;偏心120°双线、三线和等距三线起爆下定向破片速度增益分别为8.44%、10.56%和11.53%,定向毁伤区域约为60°。建立的探测模型可以与定向战斗部的起爆控制有效配合,达到对目标的最佳毁伤。

    一种非协作通信信号调制方式识别方法
    薛德鑫, 单涛, 董士军, 张进
    2022, 50(5):  152-159.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.019
    摘要 ( 4168 )   HTML ( 141 )   PDF (3176KB) ( 360 )  
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    近年对非协作通信信号的识别成为通信对抗领域的研究热点,提出一种非协作通信信号调制方式识别方法。通过信号处理算法对非协作信号进行特征参数提取,以判决树为基础,结合判别流程对信号调制方式进行识别,通过该方法可识别多种模拟调制信号及数字调制信号。对于频移键控(frequency shift keying,FSK)信号,提出通过提取基带信号采样点间相位差构建新的信号,根据构建信号的识别结果确定原信号的调制类型,避免了对先验信息的需求。提出的信号调制方式识别方法整体计算量小,具有良好的实时性。通过Matlab仿真结果表明,该方法具有良好的识别率,证明了该方法的正确性和可行性。