基于BP网络和序优化方法的火控攻击方案寻优

火控攻击方案寻优是一个基于仿真的优化问题,针对传统优化方法计算量大而且耗时多的不足,运用序优化理论通过排序比较和目标软化等思想来缩小搜索空间、提高搜索效率。首先建立了以导弹目标截获概率为效能指标的方案评估精确模型,然后用拟合后的基于误差反向传播（back propagation, BP）算法的神经网络作为粗糙评估模型,最后运用序优化搜寻达到一定目标截获概率的较优火控攻击方案。算例分析表明,序优化方法能在确保以足够高的概率寻得足够好方案的同时,有效提高搜索效率。     

基于隐马尔可夫模型的动态规划检测前跟踪算法

传统的动态规划检测前跟踪(dynamic programming track-before-detect, DP-TBD)算法能有效实现对匀速直线运动目标的检测跟踪,但其忽略了目标帧间状态转移概率,因此在对机动目标进行检测跟踪时容易受噪声干扰,产生错误的状态关联。对此提出了一种基于隐马尔可夫模型的DP-TBD算法。该算法利用隐马尔可夫模型对目标的运动过程建模,用一系列隐状态表示目标转弯速率并利用隐马尔可夫模型的隐状态估计理论实现对转弯速率的估计和预测,进而得到当前目标状态的预测值,根据此预测状态与下一时刻回波数据分辨单元间的距离来计算转移概率。然后将转移概率应用于DP-TBD算法的能量积累过程中以提高检测跟踪性能。仿真实验基于机动目标,给出了所提算法的检测跟踪性能,并与传统的DP-TBD算法、方向加权DP-TBD算法以及线性最小二乘DP-TBD算法进行了分析比较,验证了该算法的有效性。     

基于等效平均探测宽度的航空磁探潜搜索概率评估模型

综合考虑目标的散布特点以及航空磁探仪探测能力,推导了磁探仪应召搜索概率评估的解析模型。针对解析评估模型中探测宽度为战术设定值无法准确描述目标磁特性的变化对搜索概率影响的问题,提出了等效平均探测宽度模型。根据建立的航空磁探测相遇模型和检测模型,给出了等效平均探测宽度模型的求解算法。通过蒙特卡罗仿真实验验证了基于等效平均探测宽度搜索概率评估模型的有效性和可信性。不同目标航向和不同反潜机高度条件下的评估结果对比表明基于等效平均探测宽度搜索概率评估模型可以更加有效的评估目标磁特性变化对搜索概率的影响。     

连续多目标来袭下的舰艇防空火力在线调度

构建了针对连续多目标来袭下的舰艇防空火力在线调度模型,调度过程充分考虑调度算法计算过程中目标状态的连续变化,相同拦截武器在不同时间实施拦截的成功概率变化,防空武器之间的协同,以及当新的威胁程度更高的目标出现后,对已经制定但还未执行的拦截方案对应的拦截武器进行释放和重调度,实时生成使舰艇生存概率更高的拦截方案. 通过在线仿真验证了基于重调度的在线模型能有效提高舰艇的生存概率. 而且,用于重调度的时间增加量越多,舰艇生存概率的增加量越大.     

末制导雷达目标捕捉概率的仿真研究

应用Nrad修正的海面回波反射强度GIT模型和瑞利海杂波背景中的目标检测概率计算模型,给出末制导雷达目标检测概率与海浪级数、风向角以及目标RCS之间的变化关系曲线;确定了STC电路输出控制电压与海杂波干扰功率的"匹配参数"。通过蒙特卡洛法得到不同导弹自控终点散布误差和不同末制导雷达搜索选择区范围条件下的目标覆盖概率与导引头自导作用距离和箔条弹布放距离之间的变化关系曲线。通过某末制导雷达抗干扰性能仿真系统得到目标捕捉概率与自导作用距离之间的关系曲线,并就提高干扰背景中末制导雷达目标捕捉概率提出几点想法。     

基于LPI的相控阵雷达辐射控制方法

相控阵雷达可通过合理配置工作参数优化其性能。针对雷达在电子对抗环境中需要具备低截获概率（low probability of intercept, LPI）的要求,从低截获原理出发,对两种辐射能量控制策略：最小功率策略和最小驻留策略的实现方法进行了理论推导。在此基础上,建立以检测概率为目标的探测性能优化模型,并给出了两种能量控制策略下的最优辐射控制方案。     

低信噪比条件下多基阵检测融合系统建模与性能分析

针对水下目标探测中的分布式检测融合问题,提出了一种低信噪比条件下的多基阵检测融合系统模型。基于水声信道估计和似然比检测原理,研究并比较了NP(Neyman-Pearson)准则下局部基阵判决采用二相相移键控(binary phase shift keying, BPSK)和二进制启闭键控(on-off keying, OOK)两种调制方式时的检测融合性能。理论分析和仿真实验表明：在低信噪比条件下,与单基阵探测系统相比,利用本文提出的多基阵检测融合模型建立探测系统能够有效提高对未知目标的检测概率,模型的提出对于水下分布式目标探测系统的建立具有较高的理论参考价值。     

面向动态任务的作战单元两等级两层级可修复备件优化

针对作战单元执行任务前备件保障方案制定难的问题,在对作战任务和备件保障系统分析的基础上,对可修复备件控制多级技术（multi-echelon technique for recoverable item control, METRIC）经典模型进行了扩展,提出了作战任务和保障能力动态变化条件下的作战单元两等级两层级任务成功性评估模型。以备件购置费用为优化目标函数,作战单元任务成功性为约束条件,建立了基于作战单元任务成功性的备件优化模型,运用边际效应方法给出了优化模型的求解方法。通过应用实例给出了相应的备件优化方案和优化备件方案下的作战单元任务成功性评估曲线。该模型可为装备保障指挥人员根据作战任务和保障环境制定备件保障方案提供一定的决策支持。     

高斯背景下距离扩展目标的恒虚警率检测

对宽带高分辨率雷达(HRR)中的距离扩展目标进行检测,若还采用分辨雷达的检测方案,目标回波的全部能量得不到充分利用,会影响雷达的检测性能。提出了一类基于二进制积累的距离扩展目标检测算法,推导出了它们的平均虚警概率和平均检测概率的数学解析式,并进行了性能分析和比较。这些方法较常规低分辨雷达方法可获得目标信噪比8个多分贝的性能改善,且这些次优积累的高分辨雷达距离扩展目标检测方法具有易于工程实现的优点。     

基于DEA的搜潜方案评估及输出量的模糊偏好修正

运用带有偏好锥的DEA方法,研究了反潜巡逻飞机搜索方案评估和决策应用模型.特别是针对决策单元输出为概率指标以及决策者对搜索发现概率偏好程度具有一定模糊性的情况,引入模糊隶属度函数概念,提出了一种可体现决策者意愿的输出量的模糊偏好修正方法,使DEA评估结果既具有较强的客观性,又充分尊重决策者的主观意愿.最后给出了评估算例,验证了模型的合理性,可应用于反潜巡逻飞机搜潜方案的计算机辅助决策.     

基于Pareto分布的决策单元DEA效率评价

针对网络数据包络分析(DEA)应用时缺少内部数据的瓶颈,提出将决策单元内部的生产活动按照价值动因分为核心和非核心生产单元,并根据经验Pareto分布估计核心单元的输入数据,据此构建DEA效率评价模型.新模型利用输入输出数据和基于管理者经验信息获得的更多信息,据此估计生产潜力并给出相应的估计的概率,为决策单元的管理者分配资源和设定目标提供理论支持.最后利用模拟数据演示所提出的模型,并与BCC模型的结论相比较,结果显示新模型能够发现更高的生产潜力的信息,可以为决策者制订目标提供依据.     

频率捷变雷达的扩展目标检测

本文研究频率捷变雷达的扩展目标检测问题。当频率捷变雷达的合成带宽较大时, 雷达目标会变成扩展目标, 导致雷达无法直接应用传统的恒虚警检测算法。针对这一问题, 本文建立了频率捷变雷达的扩展目标检测模型, 推导了基于广义似然比的检验统计量, 并且通过数值仿真展示了相应的检测概率和虚警概率。为了提升雷达的抗干扰能力和频谱利用率, 本文考虑了雷达只使用一部分发射频点的场景。数值结果表明, 在高信噪比下, 频率捷变雷达使用的发射频点越多、合成带宽越大时, 扩展目标检测的性能越好。     

基于传感器网络的在线决策融合目标检测方法

针对传感器网络(sensor network, SN)目标融合检测应用中融合中心无法精确地获得局部传感器节点检测性能参数的问题,建立了基于SN的目标融合检测系统,提出了一种非理想信道条件下在线决策融合的目标检测方法。该方法依据解调后数据构建了节点未知虚警概率、检测概率以及节点与融合中心信道平均传输错误概率等未知参数求解模型,并采用非线性最小二乘方法在线地估计出这些未知参数。进而通过选择性能优的节点参与融合,最大化融合检测系统检测概率。仿真结果表明:这种在线决策融合方法能够准确地估计出传感器节点的概率参数以及信道的平均传输错误率;相比于已知先验的最优似然比融合规则,在线决策融合规则检测性能相当。     

基于稀疏样本选优的机载雷达动目标检测算法

针对存在干扰目标的非均匀样本中机载雷达动目标检测性能下降问题,基于信号稀疏恢复技术,提出一种基于稀疏样本选优的机载雷达动目标检测算法,利用训练样本和待检测距离单元的稀疏性,选择训练样本中杂波的位置和检测单元中杂波的位置相似的训练样本,去除选优后训练样本中的干扰目标,克服干扰目标对机载雷达动目标检测性能的影响,采用处理后的训练样本和待检测距离单元的数据构建杂波协方差矩阵。通过仿真实验进行改善因子、距离单元输出功率、目标信号提取的比较,说明了本文算法能够提高机载雷达动目标检测性能。     

基于不完备检测的并联系统维修决策研究

为了提高系统的可靠度,并联技术在重要系统上被广泛地采用.针对并联系统中的两冗余部件在物理性能、工作环境等方面的相似性以及检测时存在不完备的特点,提出了不完备交叉检测策略.为此研究了并联系统在此策略下的不同更新情况和相应的更新概率,以检测间隔和检测次数为优化变量、可靠度为约束、期望维修费用率为目标函数,建立了并联系统的优化维修模型.最后,通过实例验证了模型的有效性和经济性.     

一种DEA效率概率占优方法研究

决策单元间的效率关系研究是效率研究中的重要领域.传统DEA模型通过计算决策单元各自最优权重情景下的效率最大值,来判断决策单元间的效率排序关系.而这种最优权重往往是极端权重,没有考虑其它权重情景.采用其它权重时,决策单元的效率值和排序往往会发生较大的变化.本文考虑了所有权重情景,提出了DEA效率概率占优模型,定义了决策单元的占优效率概率和被占优效率概率.该模型能够判断任意两个决策单元的效率概率占优关系;并将效率概率占优关系从两个决策单元扩展到决策单元与决策单元集.最后将其应用于决策单元效率排序.通过实证分析发现了两条重要结论:1)考虑所有权重情景的排序与采用极端权重的CCR效率值排序不一致;2)考虑所有权重情景时,一些无效单元的效率排序比有效单元的效率排序更高.     

K/N(G)冗余结构下随舰备件配置方案

针对舰船编队在航无补给的情况,对经典可修复备件多级管理(multi-echelon technology for recoverable item control,METRIC)模型进行了扩展,建立了舰船出航期间设备冗余和外场更换件冗余系统任务成功概率评估模型及备件优化模型。针对任务期间舰船设备和外场更换件最小工作数量随时间变化、编队任务成功概率难求的问题,采用超几何分布和二项分布结合的方法求取装备的瞬时可用度,进而求得舰船编队的任务成功概率。以任务成功概率为优化目标,备件总费用为约束条件,基于边际算法计算了备件方案。通过实例分析了在航编队任务成功概率随时间的变化曲线,曲线变化趋势与实际情况相符。     

基于OS-CFAR的LFM脉压雷达多假目标干扰分析

目前,对采用恒虚警检测的线性调频脉冲压缩雷达的干扰方法,主要针对采用均值类恒虚警检测的情形,而对于专门用于多假目标检测的有序统计类恒虚警(order-statistic constant false-alarm rate, OS-CFAR)检测器,尚未有专门的干扰方法出现。针对此问题,提出了一种专门针对OS-CFAR检测的多假目标产生方法。首先根据OS-CFAR检测原理进行干扰假目标设计,在此基础上提出利用间歇采样部分转发产生多假目标的方法,然后针对OS-CFAR检测的特点对干扰参数进行设置,合理安排干扰机位置或者移频后转发,在目标的左右检测单元产生了数量、幅度、空间分布可控的多假目标。仿真结果表明,该干扰方法可以有效降低目标在雷达检测端被发现的概率。     

基于最大似然差的智能恒虚警检测器

为了增强恒虚警(constant false alarm rate, CFAR)检测器在杂波边缘环境中的鲁棒性,结合无偏非均匀杂波估计CFAR(HCE CFAR)检测器检测概率高和可变性指示CFAR(VI-CFAR)检测器虚警控制能力强的优点,提出一种基于最大似然差(maximum likelihood difference, MLD)的智能CFAR检测器MLD-CFAR。MLD-CFAR通过计算MLD和均值比判断前、后沿滑窗的杂波环境,进而选择相应参考单元和均值类CFAR算法计算检测门限。仿真结果表明,同HCE-CFAR、VI-CFAR和自动删除单元平均CFAR(ACCA-CFAR)检测器等相比,MLD-CFAR在杂波边缘环境中能够保持恒虚警率,提高目标检测概率,减少目标遮蔽现象,在均匀环境中检测损失很小。论文还在一部线性调频连续波雷达上用实测数据验证了算法的正确性和有效性。     

基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下弱目标的实时检测与跟踪,提出了一种基于粒子滤波,结合序贯概率比检验和固定样本长度似然比检验的递归检测前跟踪算法。粒子滤波用以解决跟踪中的非线性和非高斯问题;序贯概率比检验通过序贯累积多帧观测数据来提高信噪比,以最小时延检测到目标存在;固定样本长度似然比检验,通过选择合理的样本长度,保证持续检测到目标,且无延迟检测目标消失。仿真试验表明,该算法有着良好的检测与跟踪性能。