基于GA的编队水下多目标防御火力分配研究

结合舰艇编队对鱼雷防御作战的特点,建立了舰艇编队水下多目标防御火力优化分配模型.为了获得全局最优解,将遗传算法(GA)用于水下多目标防御火力分配优化研究中,给出了基于遗传算法的模型求解方法和步骤.经过实例分析与计算机MATLAB仿真实现,得出编队抗击水下多目标的最优策略,取得了良好的目标分配效果,可为舰艇编队对水下多目标防御作战指挥自动化决策提供科学的参考.     

编队协同对空目标探测及搜索力的最优分配

为探索编队空战中快速有效地搜索空中目标的理论和方法,将搜索论引入到编队对空中目标协同探测研究中.将雷达发现目标概率密度作为对空目标连续探测程度的量化指标,通过首次发现目标的概率,导出了无先验信息条件下编队协同搜索的概率计算式.考虑到雷达对目标探测的不确定性,提出了利用3机协同搜索确定空中目标位置和速度方向的几何方法.根据目标位置划分搜索空域,建立了预警机指挥下的编队搜索力最优分配模型.通过示例验算表明,所提方法是有效的,并且用Lingo软件求解较大规模目标搜索力分配问题可满足实时性要求.     

多机载平台多目标跟踪与辐射控制

针对作战飞机编队多目标跟踪中的辐射控制问题,提出了一种多机多传感器协同多目标跟踪与辐射控制方法。该方法首先根据目标与我机编队之间的距离,利用模糊逻辑设定不同目标的跟踪精度,然后以目标跟踪精度为任务需求,在时间上控制雷达辐射。建立了目标的威胁评估模型,并根据目标相对我机的不同威胁度在空间上控制雷达辐射,选择威胁度最小的一个或几个雷达辐射。同时,利用多平台间的机载地理坐标系转换,进行多平台序贯滤波,实现传感器管理下的目标跟踪。仿真结果证明了方法的合理性和有效性,研究结论有助于提高作战飞机编队的抗侦察和抗干扰能力,从而提升整体的生存能力。     

基于UML通用性机载雷达仿真器系统建模与仿真

采用统一建模语言(unified modeling language,UML)提出了一种模块化、易扩展和通用性的机载雷达功能级仿真器体系结构,分为系统控制、天线、信号处理机和数据处理机共4个对象进行模块化设计,具备机载脉冲多普勒雷达和相控阵雷达的仿真能力。建立和分析了机载雷达仿真器系统的工作流程、目标检测、目标跟踪、误差分析和电磁对抗模型,并采用Visual C++语言对所建模型进行了仿真实现,仿真结果充分验证了模型的可行性和有效性,为机载雷达的功能验证和作战效能评估提供了平台和依据。     

歼击机武器火控系统性能试飞评定系统的分析与设计

火控性能试飞是对机载火控系统的好坏进行评定的重要手段。本文以某型歼击机为对象，给出了火控试飞评定系统的总体设计结构，各分系统的详细设计与实现，同时开发了试飞评定系统的软硬件，并应用于某型战斗机的试飞评定中，证明该评定系统正确可行。     

一种编队目标架次检测方法

针对常规低分辨雷达无法直接在距离和方位上分辨编队目标的缺陷,分析了编队目标间距引起目标间多普勒频率的差异和目标多普勒频率的变化规律,探讨了用时频分布分辨目标的可能性.提出了一种基于编队目标回波时频分布生成的图像,利用图像描述技术,实现编队目标架次检测的方法.实测目标回波数据实验结果表明,该方法能可靠检测目标架数,具有一定的抗噪声和抗干扰能力,同时计算量小,易于实时实现,优于常规Radon变换方法.     

机载雷达训练模拟器PPI显示的建模仿真

针对机载雷达PPI显示进行了建模仿真研究,机载雷达PPI主要显示目标、杂波、自检画面、扇区、电子地图、海岸线和各种战术或地面标志符号等。采用VC++语言开发,模块化设计,通过建模仿真,解决了机载雷达模拟器PPI显示实现中的四个难点:自检画面显示、扇区设置、运动目标显示和杂波显示,最终仿真结果证明所建模型拟合度好,能为雷达操作员提供逼真的PPI显示画面,可以达到或接近实战中才能得到的训练效果。     

噪声干扰对机载雷达系统效果评估和建模

选取干扰破坏因子作为评估标准,解决了自卫干扰和多架远距离支援干扰飞机下,多普勒噪声或调幅、调频噪声干扰对PD、脉冲机载雷达效果评估问题。在雷达方程和干扰方程基础上建立了数学模型,并用MATLAB实现,特别是远距离支援干扰考虑了斯韦林目标模型、大气、降雨影响,计算结果表明:不同的斯韦林目标模型下干扰破坏因子相同;噪声功率密度越大,干扰破坏因子就越大,即雷达探测距离减少的倍数增大。     

现代防空导弹火力单元的自动引导与控制

针对先进指控系统为达成快速、自动化引导和控制防空导半火力的目标,提出自动控制各火力单元的雷达作用扇区,和自动将目标指示信息输入火力单元的目标跟踪通道两项关键技术方法。分析了一个作战单位指控系统与多通道火力单元信息交链的基本内容,然后围绕雷达天线调转控制和自动目标指示问题,剖析了作战单位与火力单元各自的设计考虑和主要处理、响应过程,对新一代作战单位指控系统与防空导弹武器的交链设计颇有借鉴。     

警戒雷达模拟器的设计与实现

讨论了舰艇编队数据融合仿真平台中雷达模拟器的设计问题，采用离线和在线两级处理结构，离线处理主要解决环境因素对雷达探测的影响，在线处理主要解决目标的检测与航迹管理。建立了考虑多种因素影响的探则模型，最终实现了满足数据融合实验要求的对海警戒雷达模拟。     

基于多普勒盲区的低空突防航线规划

预警机雷达为了完成在地物杂波背景下的目标探测,通常采用脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)体制,而多普勒盲区是PD体制雷达的固有问题。在分析地物杂波特性和多普勒盲区形成机理的基础上,提出了一种基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法,并给出了固定时间步长的搜索方法对该规划进行求解。沿此航线的战机利用多普勒盲区可实现相对于预警机雷达的“隐身”,而低空飞行又可有效规避地面雷达的探测,因此该航线可以大大提高战机突防的成功率。仿真实验结果验证了本文提出的基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法的正确性及有效性。     

拖曳式诱饵对抗技术研究

机载拖曳式诱饵对跟踪雷达和导弹导引头的干扰作用十分有效,可对武器系统的作战效能造成重大影响。对拖曳式诱饵的工作方式和设计原则进行了分析,提出了雷达分离拖曳式诱饵的条件,在分析拖曳式诱饵特点的基础上,提出了对抗拖曳式诱饵的技术方法,包括雷达方法和光电探测方法。不仅讨论了在指令制导系统中的运用方式,而且还讨论了在弹上导引头中的运用方式。     

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability, CEP)可以达到10 m左右。     

三维场景SAR射频仿真技术研究

三维场景合成孔径雷达（SAR）射频仿真对于SAR系统调试、SAR信号处理算法的研究具有重要意义。SAR射频回波信号仿真是SAR射频仿真技术的核心。结合SAR回波模型,在SAR射频仿真总体方案的基础上,提出了三维场景SAR射频回波实时仿真方法,根据SAR雷达平台飞行航迹信息实时计算成像场景后向散射系数、雷达与目标距离、遮挡因子、天线方向图加权因子等关键参数,实现了三维场景的SAR射频回波信号实时模拟,验证了该方法的正确性。     

一种空战C4KISR仿真系统

导弹制导技术和信息融合技术是C4KISR的关键技术.对导弹半实物仿真系统和C4KISR中的信息融合进行了探讨,提出了一种基于半实物仿真系统和信息融合的空战C4KISR仿真系统框架,将其分成地面指控平台、组网雷达、预警机、战斗机群和导弹等几个子系统,并对其各功能模块进行了详细地研究.仿真初步验证了框架的可行性.     

攻击机动目标的被动寻的模糊变结构制导律研究

针对目标机动且仅有视线角速度测量的被动寻的制导问题,提出了被动寻的模糊变结构制导律。该制导律将目标机动视为干扰量,首先应用滑模变结构控制理论推导出滑模变结构制导律,然后采用模糊控制技术,根据目标加速度估计值来自动选取制导律开关项的强度,以达到削弱抖振的目的。在工程实现时,采用制导指令低通滤波的方法实现对弹体攻角和侧滑角的估计。将该制导律应用于电视制导航弹的数学仿真,并与滑模变结构制导律、比例导引制导律进行了比较。仿真结果表明,该制导律攻击机动目标的脱靶量较小,对估计误差具有较强的鲁棒性。     

制导雷达系列精度指标的换算方法

本文给出了依据两型目标的单站对比校正飞行试验数据对制导雷达系列精度指标进行换算的方法,并对换算结果的统计精度进行了分析。     

前向拦截的三维制导模型及制导律设计

为了解决拦截器导引头的气动加热问题,提出了前向追踪(Head Pursuit)制导方法。该方法是将拦截器导引到目标轨道的前方并沿着和目标相同方向飞行,而在目标轨道的前方拦截目标,要求拦截器的速度低于目标的速度。在建立了目标和拦截器的三维制导模型基础上,采用全局二阶滑模控制理论设计了二阶滑模HP非线性制导律。并在考虑目标机动加速度未知的情况下,设计了观测器对目标机动加速度进行估计。通过拦截器拦截目标的弹道的数字仿真验证了制导模型和制导律的正确性。     

基于姿态修正的目标RCS动态测量方法

相比于暗室和固定雷达平台的目标雷达散射截面(radar cross section,RCS)精确测量方法,提出了基于姿态修正的目标RCS动态测量方法。该方法适用于机载、艇载、球载等移动雷达平台,以有源标准目标作为参考目标,创建了雷达天线方向性因子修正方法、有源标准目标天线方向性因子修正方法、极化不一致性估算方法以及空间几何关系计算方法,实现对目标RCS的动态测量。利用S波段机载雷达对方法的有效性进行验证,结果表明:该方法具有较高的测量精度和试验可操作性,可为外场目标RCS的动态测量提供重要的技术支持。     

机载气象雷达的三维湍流模型和探测仿真方法

对湍流等复杂气象目标的探测仿真是研究复杂气象目标的有效方法,为了提高机载气象雷达对湍流目标的探测仿真系统的精度,提出一种新的基于蒙特卡罗原理的大气湍流三维建模方法。基于相关函数矩阵生成了Von Karman湍流模型,将该模型应用到机载气象雷达湍流目标检测系统中,通过该数学模型生成湍流的雷达回波模型,对湍流目标的多普勒速度和谱宽进行估计和分析。仿真结果表明,该模型可以满足机载气象雷达湍流目标仿真时对湍流风场数值的要求,通过理论分析与仿真数值的相关性检验对比,证明所提仿真模型符合理论模型特征且具有较高的仿真精度,满足大气湍流的统计特性。通过与Dryden模型在湍流探测仿真结果进行对比,所提模型更接近于真实风场特点。