基于指数法的导弹航迹规划空间威胁建模研究

导弹的航迹规划是保证导弹作战效能的必要手段,威胁空间的生成则是航迹规划的难点和关键技术.为满足研究的实际需求,支持快速的航迹规划,要求在规划前期能够迅速给出对威胁空间的初始描述,而当前已有的威胁建模方法还并不能有效满足这一特定需求.提出将反导防御系统效能指数作为进攻导弹面临威胁度度量的新思路,把效能评估中的指数方法引入到威胁度计算模型中,建立了面向导弹航迹规划问题规划初期的空间威胁度计算模型,并通过一个典型算例验证了其有效性,该模型可以较好支持进一步的航迹规划与评估.     

基于分段贝塞尔曲线的多导弹协同航迹规划

针对多导弹在保证自身生存能力的前提下对目标进行协同打击的问题,提出一种能够使多导弹回避威胁区、避免弹间碰撞、从指定的方向同时攻击目标的协同航迹规划方法。建立导弹的三次贝塞尔曲线航迹模型,考虑导弹的初始发射角、末端攻击角、过载等多种约束,以表示贝塞尔曲线控制点位置的量作为设计变量,以分段航迹最短为性能指标函数,通过优化得到最优分段航迹。根据战场的威胁区的位置和大小,设计了航迹节点选取规则,并与分段航迹优化方法相结合得到了满足威胁回避要求、过载及攻击角度约束的航迹。在各导弹速度相同的前提下,选定最长航迹对应时间为理想攻击时间,其余航迹按比例扩展以与最长航迹的长度相等,从而实现攻击时间的一致。对协同航迹时空安全性进行检测并提出了对不安全航迹的调整方法。仿真结果表明了本算法的有效性。     

基于TLD模型的UAV三维实时平滑航迹规划

针对无人机三维实时航迹规划问题,提出了一种基于三层决策模型的平滑航迹规划方法,以提高其规划效率和可操作性。首先根据无人机三维飞行的特点,并结合自身性能、威胁和障碍以及地形等约束,设计三层决策目标函数和决策变量;其次为了避免不必要的迂回和路径,提高航迹的平滑性,提出了元胞化地图的变长探测方法和启发式优化策略;最后,利用所提出的认知行为优化算法对这一问题进行求解,以提高规划路径的搜索效率。不同场景地形的仿真及与现有经典方法的比较结果表明:该方法能有效实时规避威胁和地形障碍,且具有较高的可执行性,能够快速生成安全、平滑的飞行路径。     

基于启发式预测窗口的UAV实时航迹规划方法

考虑移动目标及移动威胁,根据机载传感器实时获得的目标及威胁信息,提出一种基于启发式预测窗口的无人机实时航迹规划方法。根据敌我态势估算预测窗口,并结合卡尔曼滤波预测目标及威胁的状态,构建基于矢量夹角原理的目标函数,评估威胁及航程代价并满足无人机的机动约束。该方法通过最速下降法在线优化得到一系列的无人机航向角,完成航迹规划。仿真结果表明该方法可以有效追击移动目标,并规避移动威胁,实现无人机实时航迹规划。     

基于启发式仿真优化的航迹规划方法研究

针对现有航迹规划方法过多依靠先验知识,无法反映威胁源联网和突防过程中的各种随机因素对航迹规划的影响,提出一种网络化反导防御体系环境下的基于启发式仿真优化的快速航迹规划方法。该方法首先利用启发式搜索算法缩减仿真优化的实验空间,生成精英航迹集合,然后通过攻防仿真实验给出精英航迹的性能评价值,选择最佳航迹对应的规划目标函数权重取值,作为下一轮优化的初始值,直至得到满意解。最后通过一个规划实例证明方法的正确性和可行性。     

人机协同智能航迹规划算法

人机协同低空突防航迹规划是实现有人机和UAV协同作战的关键技术,结合协同作战的特点和UAV低空突防航迹规划的要求,将人工辅助决策和改进的智能算法结合起来,并利用角度量的变长度基因编码表示飞行航迹,提出人机协同的智能航迹规划算法。该算法能够充分发挥人脑这个超级智能系统,利用人的智慧和经验弥补智能算法的不足,在"高危环境下"下针对突发威胁的覆盖范围来引导航迹求解过程,通过大量仿真计算,结果表明:应用该算法规划的三维航迹能够有效躲避突发威胁,实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用价值。     

基于3DSAS的多约束多航迹协同规划与搜索方法

为解决多航迹规划中的避撞与协同问题,提出一种三维环境下的基于稀疏A*的多航迹协同规划方法。该方法设计了一种规划框架,分别在航迹搜索前与搜索过程中考虑多航迹的协同问题。在航迹搜索过程中,不但结合单条航迹原有的约束条件,同时还进行了航迹间的碰撞检测,并且通过航迹的协同违背量等因素来进行启发式搜索。该方法可以有效处理各类约束条件,简化启发因子,从而获得更好的规划性能。     

基于粒子群优化的三维突防航迹规划仿真研究

提出了一种基于粒子群优化的三维突防航迹规划方法并进行了仿真验证。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。利用粒子群优化,将约束条件和搜索算法相结合,能有效减小搜索空间,提高效率。仿真结果表明,生成的航迹具有地形跟随、地形回避和威胁回避的功能。     

基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划

提出了一种基于粒子群优化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证.首先计算了高超声速飞行器的最小转弯半径,然后建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数采逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题.利用粒子群优化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹.仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁.     

小型无人机快速三维航迹规划方法

针对小型无人机航迹规划中难以满足自身性能约束和实时性要求的问题,将飞行环境中的威胁分为可穿越威胁和不可穿越威胁;基于序列规划思想,采用粒子群优化算法规划基准航迹,采用改进的稀疏A*算法进行在线航迹规划。为提高在线航迹规划效率,将三维航迹规划转化为二维水平面规划和高度规划,仿真实验验证了该算法能够生成三维可行航迹,且规划时间显著减少。     

地空导弹火力单元最佳兵力机动线路的选择

地空导弹火力单元兵力机动线路的选择是一个多因素评价问题。给出了影响地空导弹营火力单元兵力机动线路选择的因素 ,主要包括兵力机动线路的长度、线路的路况、隐蔽性、地空导弹武器系统的机动性和防护能力。其中路况因素由线路的路面、天气状况及交通情况决定。以这些因素为指标 ,采用二级模糊评判原理对兵力机动线路进行综合评判 ,给出兵力机动线路的等效线路长度 ,利用动态规划算法求解兵力机动的最佳线路 ,最后给出算法的一个实例     

基于最大隶属度的目标威胁评估与排序法

对地空导弹将要拦截的目标进行威胁评估。其主要思想是在对目标威胁程度及影响目标威胁程度的因素定性分析的基础上给予了量化处理 ;基于最大隶属度原则 ,建立了目标威胁评估与排序模型 ;通过求解该模型即可获得因素权重信息完全未知或只有部分权重信息的不确定多因素决策问题的方案排序 ,即地空导弹将要拦截的目标威胁程度的排序 ,同时求得威胁程度最大的目标 ,以便于为防空作战决策提供科学依据。最后通过实例说明该模型的合理性和有效性     

单机多目标攻击逻辑的对策型决策

攻击逻辑的优化决策对于机载多目标攻击系统具有重要意义。在分析对策型决策机理的基础上 ,构造了攻击逻辑的问题模型 ,给出了目标威胁判断和攻击条件评估的手段 ,提出了一种用于机载多目标攻击系统的攻击逻辑的对策型决策方案。该方案能实现导弹火力的优化分配 ,并给出了仿真实验算例的结果与分析。     

双层火力协同反导作战中的火力调度

双层火力协同反导作战中的火力调度是一个动态的复杂决策过程,运用静态调度和单纯的在线调度算法都无法得到最优的结果。根据双层协同火力反导的原理,分析拦截窗口,并构建火力调度的模型。针对时间、资源以及来袭战术弹道导弹(tactical ballistic missile,TBM)弹头威胁系数等约束条件,提出在线调度中的重调度的拦截火力调度算法,给出计算步骤和流程。〖JP2〗仿真结果表明,该算法能有效地对双层协同火力反导进行火力调度,同时与单纯的在线调度火力分配方法相比,该方法的分配结果在要地生存能力、时效比、费效比等方面都占优。     

基于半约束随机搜索的空舰导弹目标分配方法

空舰导弹在反舰协同作战中发挥着重要作用。在传统蚁群算法基础上,通过改进其搜索机制及信息素更新范围,提出了一种改进的半约束随机蚁群(semi restraint stochastic ant colony system, SSACS)算法,并将其应〖JP2〗用于空舰导弹作战多目标分配中。基于舰艇编队战术价值和动态拦截威胁因素,建立了空舰导弹突防舰队防御威胁数学模型,优化了空舰导弹多目标分配算法。最后通过对比改进的半约束随机蚁群算法和传统蚁群算法,证明了改进的蚁群算法克服了传统蚁群算法局部收敛的缺陷,在解决空舰导弹多波次协同目标分配问题上是有效的。     

多目标路径诱导下平衡市场渗透率的确定

假定在多目标路径诱导下,用户基于旅行时间和旅行费用权衡的水平上做出路径抉择,这有别于传统的单目标路径诱导下,用户选择旅行时间最小的路径出行的决策.在先进的旅行者信息系统下,有诱导装置的出行者能更准确的选择旅行负效用最小的路径出行,而无诱导装置的出行者对出行路径的选择有更大的随机性,因此路径诱导能给出行者带来收益.假定路径诱导带来的收益决定了在路网达到平衡时有多大比例的出行者使用诱导装置,即平衡市场渗透率.本文利用混合网络随机用户均衡建模理论,研究了多目标路径诱导下平衡市场渗透率的确定方法,并设计了一个求解模型的算法.通过算例讨论了单目标和多目标路径诱导、旅行费用函数形式以及信息质量参数对平衡市场渗透率的影响.研究结果表明,与多目标路径诱导相比,单目标路径诱导可能低估或高估平衡市场渗透率;平衡市场渗透率随信息质量是递增的,但其边际影响是递减的.     

基于改进IFRS相似度和信息熵的反导作战目标威胁评估

针对现有反导目标威胁评估方法忽略目标属性犹豫度和权重并造成评估精度不高的问题,引入直觉模糊粗糙集(intuitionistic fuzzy rough set,IFRS)理论,提出基于改进IFRS相似度和信息熵的反导作战目标威胁评估方法.首先,细分IFRS犹豫度,提出改进的IFRS相似度模型,并证明其性质.之后,针对现...     

应用多属性决策的威胁评估方法

威胁评估是作战系统需要完成的功能之一 ,对实现指挥控制系统自动化是非常重要的。威胁评估涉及的因素比较多 ,目前还没有统一的方法。威胁评估实际上是一个推理、决策的行为 ,而决策理论为推理、决策提供了理论方法。根据威胁评估和多属性决策的特点 ,提出了基于多属性决策的威胁评估模型和方法 ,应用隶属函数及逼近于理想的排序法 (TOPSIS)分析 ,并通过示例说明应用多属性决策的威胁评估方法。     

基于Agent的网络化防空导弹体系仿真分析

网络化防空导弹体系是未来防空导弹作战体系的发展趋势。作为一个全新的复杂作战体系,采用基于Agent的建模仿真(Agent-based modeling and simulation, ABMS)方法进行仿真分析是支持其论证工作的有效途径。以分布式无中心节点网络化结构为基础,分析了该体系的结构和新型作战特点;设计了基于Agent的网络化防空导弹体系仿真框架,包括仿真实体类型及关系、实体交互框架、Agent内部结构以及行为规则;通过一个作战想定,详细分析了网络化结构下防空导弹体系的信息优势、决策优势和作战优势,并在相关方面提出建议。