当期目录

2024年 第52卷 第6期    刊出日期：2024-12-28

上一期   

专家约稿

一种近地空间航天器相对论自主天文导航新方法

詹先军, 王新龙, 孙秀聪

2024, 52(6):  1-8.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.001

摘要 ( 636 )   HTML ( 656 )   PDF (1552KB) ( 678 )  

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相对论导航是近年来提出的一种新型高精度自主天文导航方法，该方法通过建立星光引力偏折和恒星光行差这两类相对论效应与航天器位置、速度之间的关系模型，获得航天器的位置、速度信息。可见，关系模型的精确性直接影响相对论导航的精度。然而，目前在建立星光引力偏折与航天器位置的关系模型时，仅考虑离航天器最近天体引力的影响，而星光引力偏折不仅与航天器到天体的距离有关，还与天体引力系数、恒星-天体间的夹角等因素有关。为此，以近地空间航天器为对象，综合考虑多个天体引起的星光引力偏折，建立了星光引力偏折与航天器位置的关系模型，以及恒星光行差与航天器速度的关系模型，并利用光学干涉仪测得高精度恒星角距信息，结合轨道动力学模型和最优估计算法，得到航天器高精度位置和速度信息。最后，仿真验证表明，对于地球同步轨道卫星，恒星角距测量精度为1 mas时，所提方法的位置和速度误差小于100 m和0.01 m/s。

空天防御体系与武器

天基信息支援在超远程防空作战中的应用研究

刘科

2024, 52(6):  9-16.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.002

摘要 ( 653 )   HTML ( 90 )   PDF (843KB) ( 224 )  

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超远程防空致力于将来袭目标拒止于千里以外，需要打击链、指控链、情报链“三链”之间的密切配合。针对超远程防空这一改变战争规则的创新战法，剖析了打击链、指控链和情报链的各个过程，提出了天基信息直接支援模式，研究了天基信息直接支援在超远程防空作战中的应用，对天基信息直接支援如何赋能打击链、指控链和情报链进行了深入探讨，以期为未来超远程防空作战信息支持系统建设和发展提供参考和借鉴。

基于层次分析法的电磁环境复杂度计算与评估

马艳艳, 林强, 李旭辉

2024, 52(6):  17-23.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.003

摘要 ( 734 )   HTML ( 68 )   PDF (2304KB) ( 113 )  

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针对电子设备工作时面临的电磁环境复杂度量化评估问题，提出了基于层次分析法的评估模型。分析了与电磁环境复杂度相关的影响因素和复杂度评估指标选取原则，构建了评估电磁环境复杂度的指标体系，分析了每项指标的计算方法，并给出了电磁环境复杂度定量表现形式。引入层次分析法，建立了基于决策理论的电磁环境复杂度评估模型。通过仿真实例直观展现特定区域内的电磁环境复杂度。结果表明，该模型为复杂电磁环境提供了一种清晰明了的评估与计算方法。

防空体系作战能力评估方法研究综述

张鹏, 冯柯, 赵凯, 宫建成

2024, 52(6):  24-32.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.004

摘要 ( 812 )   HTML ( 67 )   PDF (1293KB) ( 166 )  

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防空体系网络化的形成和发展不仅是适应反空袭作战、应对空天威胁的需要，也是信息技术和新作战理论推动和牵引的需要，是适应体系智能化、网络化作战的必然选择。作为评判防空作战胜负的关键依据，如何对新模式下的防空体系作战能力进行评估已经成为迫切任务。通过总结当前领域研究成果，分析研究现状，阐述面临的主要问题，提出了防空体系网络化作战趋势，提出防空体系作战能力评估由“简单和”转变为“涌现和”，由“单一结果”转变为“结果云”，由“指标树”转变为“指标网”，为后续具有显著网络化特征的复杂防空体系作战能力评估提供了理论参考。

基于梯度模糊TOPSIS导弹目标的威胁评估

许有玺, 赫健, 陈雪波

2024, 52(6):  33-40.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.005

摘要 ( 844 )   HTML ( 55 )   PDF (784KB) ( 96 )  

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针对导弹目标威胁评估问题，提出了一种基于梯度模糊的TOPSIS导弹目标威胁评估算法。利用TOPSIS方法计算权重值并结合梯度模糊计算的模糊矩阵，得到目标威胁评估指标的综合权重值,可解决各因素数据指标量级差异过大而引起的权重值偏差过大或过小等问题。典型案例评估结果表明，所提改进算法克服了权重值差异性问题，有效提升了导弹目标威胁评估的可信性。

飞行器技术

某多燃气发生器动力系统内弹道设计

何小英, 林言中

2024, 52(6):  41-46.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.006

摘要 ( 954 )   HTML ( 47 )   PDF (758KB) ( 84 )  

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针对采用多燃气发生器的弹射动力系统，按照常规的内弹道求解方法，需要根据经验对燃气发生器的设计参数、发生器的个数和点火时序进行多次调试，才能使导弹出筒速度等内弹道参数满足指标要求。一旦发生器参数初值设置不当，就会导致优化求解失败。建立了一种以导弹出筒速度等内弹道指标作为输入条件的反推计算方法，逐步递推出满足要求的多燃气发生器个数、流量、点火时序等，最终得到合适的多燃气发生器装药参数和结构参数。使用Matlab编程并求解，对不同个数燃气发生器组合的发射工况进行了内弹道仿真试验。以此方法得到多燃气发生器参数后，可以作为后续多燃气发生器内弹道优化的输入，该计算方法有利于多燃气发生器发射动力系统的内弹道初始设计。

军事智能

蜂群作战的启发式目标分配方法

魏喜庆, 杜厦

2024, 52(6):  47-51.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.007

摘要 ( 1029 )   HTML ( 52 )   PDF (444KB) ( 124 )  

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由于低成本和智能化技术的发展，蜂群作战正在成为现在的研究热点。随着蜂群规模的增加，高效的目标分配算法成为其中的一个重要研究方向。为了提高目标分配的计算效率，利用目标集群的剩余价值作为优化目标，使用贪婪算法分步选取局部最优解，最终获取目标分配的近似全局最优解。通过对典型目标分配问题的仿真，验证了提出算法的有效性。

导航、制导与控制

高超声速导弹爬升段多目标多自由度轨迹优化

严苏豫, 明超, 王晓鸣, 位志华, 杨凯源

2024, 52(6):  52-60.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.008

摘要 ( 938 )   HTML ( 44 )   PDF (1778KB) ( 100 )  

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为解决吸气式高超声速导弹在爬升段更真实地反映其动力学特点以及满足多优化指标需求的轨迹优化问题，提出了一种针对吸气式高超声速导弹多自由度的轨迹优化设计方法。在过载和动压等多约束条件下，运用加权求和法设计双优化目标，采用hp自适应伪谱法对吸气式高超声速导弹爬升段弹道进行了综合优化设计分析。仿真结果表明，该方法能有效解决同时考虑最小爬升时间和最少燃料消耗的综合优化问题，多自由度设计也能够更真实地反映吸气式高超声速导弹爬升段的动力学特点。为吸气式高超声速导弹轨迹优化设计提供了新思路。

指挥控制与通信

一种非对称相依指控网络负载级联失效模型

岳地久, 李建华, 张杰勇, 陈飞

2024, 52(6):  61-71.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.009

摘要 ( 883 )   HTML ( 42 )   PDF (1544KB) ( 62 )  

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为探究指控网络遭受节点攻击时失效扩散的连锁反应过程，在非对称相依指控网络模型基础上，以节点综合重要度定义初始负载，运用容量-负载非线性模型计算节点容量，针对指控网络物理层和逻辑层各自特点，分别提出失效节点容量择优分配策略和非均匀负载可调重分配策略，构建了适于指控网络的级联失效模型，并运用数值仿真分析了各关键参数对指控网络级联失效抗毁性的影响。研究结果表明，容量裕度差异化参数与指控网络级联失效规模正相关，节点过载参数、负载分配系数与指控网络级联失效规模负相关；面对攻击，指控网络渗流失效、相依失效和过载失效相互叠加，网络更加脆弱；对比已有模型，所建模型能够更加有效地抑制级联失效传播，提高网络抗毁性。

目标特性与探测跟踪技术

基于逐基线收敛的任意平面阵干涉仪测向方法

左峰, 卢毅, 罗美方

2024, 52(6):  72-79.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.010

摘要 ( 385 )   HTML ( 12 )   PDF (1680KB) ( 33 )  

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为满足任意平面阵的快速二维测向需求，提出了一种逐基线收敛的干涉仪测向方法。建立了任意平面阵的几何模型与信号模型，在无相位模糊条件下推导出了二维来波方向解算公式。基于真实角度下基线模板相位差与测得相位差的相关性，提出了一种逐基线收敛的解模糊方法。通过一组八元任意平面阵干涉仪实例验证了该算法的有效性。实验结果表明，依据各基线模板相位差与测得相位差的相关性逐次对潜在二维来波方向组合进行收敛，能够有效地提升干涉仪二维测向效率。

一种基于三谱线插值FFT的杂波抑制方法

王冬华, 陈少华, 邹成晓, 夏东方

2024, 52(6):  80-87.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.011

摘要 ( 94 )   HTML ( 1 )   PDF (1681KB) ( 18 )  

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不同于传统的MTI/MTD算法，提出了一种基于三谱线插值FFT的杂波抑制方法。该方法先对回波信号进行时域加窗处理，抑制非同步采样和周期截断带来的频谱泄漏和栅栏效应，再进行傅里叶变换，采用三谱线插值估算每个距离单元上多个频率和幅度分量，并将估算结果与杂波速度阈值进行比较。若高于阈值，即判定当前频率分量对应的幅度值为目标幅度值，并输出多普勒速度信息；否则判定未检测到目标。通过仿真及试验验证了该方法的可行性和有效性。

复杂海况下的海上船舶目标检测算法

邢汇源, 崔亚奇, 王子玲, 熊伟, 蒋丙栋

2024, 52(6):  88-96.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.012

摘要 ( 178 )   HTML ( 10 )   PDF (2471KB) ( 86 )  

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针对海洋环境下无人艇载光学图像背景信息复杂、小目标，当前目标检测算法特征提取能力不足、定位能力弱、检测精度差等问题，提出了一种基于YOLOv7-Tiny的改进的海上目标检测算法。利用RepVGG在推理时的“无损耗”特性设计了特征提取模块RepELAN，在不影响推理速度的同时提升网络特征提取能力；改进特征共享融合网络，融合高分辨率特征图提升对小目标特征提取能力，裁剪低分辨率特征图减少网络推理计算量；针对网络在复杂环境下定位检测能力弱的问题，设计检测头模块，区分定位与分类2种解耦头，提升网络定位检测能力。在建立的船舶目标检测数据集进行实验，检测精度提升了6.2%，设计了模块消融实验与对比实验，论证了所提算法的有效性。

改进的八波束比幅测向系统校正方法及FPGA实现

利才锟, 晋良念, 蒙淑娇

2024, 52(6):  97-104.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.013

摘要 ( 36 )   HTML ( 2 )   PDF (1453KB) ( 19 )  

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针对传统八波束比幅测向系统校正工作量巨大以及系统实时性要求高的问题，提出每个角度区间仅利用5个角度点来实现对系统进行校正的方法，并根据测向系统的实时性要求使用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）器件去完成。对测向链路进行分解，将整个测向系统分成内部和外部，并在内部通道引入系统校正源，实现了对测向通道的动态校正，减少了系统误差且提高了系统的可维护性。外场测试表明，采取上述校正方法可以减少测试工作量且最终的系统测向精度达到工程应用的要求，全频段测向均方根误差为2.01°，使用FPGA器件可以达到实时性的要求。

综合保障性技术

基于改进Vague集的导弹维修保障效能评估指标约简方法

李保刚, 崔爽, 董德鹏

2024, 52(6):  105-111.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.014

摘要 ( 49 )   HTML ( 1 )   PDF (1163KB) ( 28 )  

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针对现有导弹装备维修保障效能评估指标体系中存在指标间相互交错复杂冗余问题，提出了基于改进型Vague集的指标约简方法。该方法将广义优势理论引入传统Vague集理论中，设计构建Vague广义优势关系模型，提出基于Vague广义优势关系的指标约简方法。以复杂恶劣环境下防空导弹装备维修保障效能评估指标全体系为例，经过验证对比分析，证明了该方法能够更科学高效地对指标体系进行约简。

基于保序回归的导弹贮存可靠度评估

张远朦, 葛蒸蒸, 李玉伟, 马巍

2024, 52(6):  112-119.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.015

摘要 ( 44 )   HTML ( 0 )   PDF (828KB) ( 25 )  

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准确评估具有“长期贮存、一次使用”特点的导弹产品是实现安全贮存、可靠使用以及合理维护的前提与关键，具有重大的军事经济效益。然而现有贮存可靠度评估方法未考虑导弹产品数据的“倒挂”、不完全等现象，存在评估精度较低的问题。针对导弹产品寿命“倒挂”、成败型和不完全3个特点，提出一种基于保序回归的极小卡方估计方法。利用保序回归方法解决贮存信息中存在的“倒挂”问题，通过极小卡方估计方法评估贮存可靠度，并基于卡方统计量判断拟合优度。利用导弹自然贮存信息，对传统方法和新建立方法进行对比分析。结果表明提出的方法显著提高了导弹贮存可靠度评估的合理性与准确性，为导弹产品的科学定寿和维修延寿奠定了基础。

仿真技术

远程鱼雷反潜搜索效能评估研究

罗笛, 代志恒, 凌佳玉

2024, 52(6):  120-128.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.016

摘要 ( 43 )   HTML ( 1 )   PDF (1510KB) ( 36 )  

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针对模拟法占用计算资源较多的问题，构建了一种远程鱼雷反潜搜索效能评估模型。依据反潜作战的战技术需求和远程鱼雷搜索发现原理，深入分析了巡逻搜索和应召搜索下的目标位置散布，进而以发现概率作为搜潜效能指标，构建了远程鱼雷反潜搜索效能评估模型。在典型反潜作战场景下，分别运用搜潜效能评估模型和模拟法，进行远程鱼雷反潜搜索仿真试验，试验结果表明，巡逻搜潜效率随远程鱼雷数量和平均航速增加而提高，随任务区域面积增大而降低；应召搜潜效率随远程鱼雷平均航速增加而提高。该模型的计算值与仿真试验结果具有较好的一致性。

一筒多航行体水下连续发射数值仿真研究

杜喜昭, 钱小川, 陈泽平, 杜凯育, 施瑶, 祁晓斌

2024, 52(6):  129-138.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.017

摘要 ( 85 )   HTML ( 2 )   PDF (3381KB) ( 38 )  

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一筒多航行体水下连续垂直发射过程中，内置发射邻筒之间溢出的燃气与水交互形成复杂形态燃气泡，而燃气泡的膨胀-收缩特性会对水下连续发射流场产生影响。为了研究航行体连续发射过程中筒口压力场及其对弹体流体载荷特性影响变化规律，利用VOF多相流模型和用户自定义函数控制的动网格技术，取发射间隔为2 s，两发航行体连续发射过程进行数值模拟。仿真结果表明，首发航行体离筒后，经历1 s时间历程，筒口压力场的脉动明显减弱，次发航行体离筒后，筒口流场呈现明显的非对称分布；首发航行体离筒形成的筒口气泡为后续航行体发射通道上创造气幕环境，使得次发航行体轴向载荷Fx减小，以及对筒口的相邻设备亦起到了降载效果，但筒口气泡的不对称发展导致了航行受到的偏转力与偏转力矩出现剧烈震荡，从而将影响航行体初始弹道。该研究结果可以为一筒多航行体水下发射方案论证提供参考。

防空武器实装对抗试验仿真系统设计

梁涛, 姜德胜, 殷超, 周素帆

2024, 52(6):  139-146.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.018

摘要 ( 53 )   HTML ( 2 )   PDF (1697KB) ( 70 )  

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为解决新型防空武器装备试验鉴定过程中存在的威胁场景逼真度低、实弹试验成本高、参试装备规模有限等问题，设计与实现了实装对抗试验仿真系统，用于支撑新型防空武器装备开展实装对抗试验。针对不同型号的防空武器雷达的技术差异，通过采取相应的技术措施，实现了实装雷达同时接收虚实目标信息；采用多次读写卫星绝对授时+网络时间协议（NTP）技术的试验用局域网内时间同步方法，实现大区域范围下的内外场仿真系统时间同步；采用网关技术，通过仿真系统实现了异型异构系统的互联互通。实践表明，实装对抗试验仿真系统运行稳定，可以用于开展实装对抗试验，为检验参试装备在体系对抗场景下的作战效能提供支撑，也可为指挥人员开展战术训练演练提供重要手段。

微波谐振腔点火装置快速时域有限差分法仿真

余建华, 白志刚, 李有文

2024, 52(6):  147-152.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.06.019

摘要 ( 35 )   HTML ( 0 )   PDF (1324KB) ( 11 )  

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在火炮点火或汽车发动机点火中，微波点火装置已成为热门研究方向之一，其中微波谐振腔点火装置是最基本的点火装置。基于谐振腔这一简单电子器件结构，在传统时域有限差分法（finite difference time domain,FDTD）基础上提出一种快速时域有限差分法用来对谐振腔进行电磁仿真。新方法将麦克斯韦旋度方程的差分形式写作矩阵形式，将谐振腔的结构、入射波的频率等信息包含在矩阵中。该方法可以通过求解矩阵幂快速求解从而得到目标时间的瞬时电场值，相较传统FDTD，新方法在长时间仿真谐振腔电场分布具有巨大时间优势。仿真实验表明，对于相同的谐振腔，在仿真时间长度大于100 000个时间步长时，该方法的时间效率可提高数倍甚至百倍，仿真结果仍然保持与传统方法的一致性。