面向任务的复杂系统韧性评估方法

随着战争形态加速向体系化、网络化、智能化转变, 对军事系统韧性能力提出了更高的要求。在分析系统任务与韧性评估关系的基础上, 提出一种面向任务的系统韧性评估方法。该方法首先给出一种面向任务的韧性评估框架。其次, 在绝对时间尺度下考虑系统性能在任务过程中所受影响, 并通过引入时间韧性指标, 从时间韧性和性能韧性两个维度对系统的综合韧性进行度量, 弥补了当前韧性指标未考虑任务需求及任务时间的局限。最后, 以装备保障信息交互网络为案例, 给出了当扰动及恢复均具有随机特性时, 不同任务需求及任务时间下所提韧性评估方法的应用。     

卫星/惯性组合导航事后高精度融合算法研究

高精度的组合导航数据事后融合处理算法是多传感器信息融合处理的重要环节,是对导航系统性能进行评估分析的关键。研究了一种分两步进行的惯性/卫星组合导航信息事后高精度融合算法,在惯性/卫星组合导航卡尔曼滤波算法的基础上,利用最优固定区间平滑滤波算法对惯性/卫星组合导航信息进行再次平滑滤波融合,可以提高组合导航数据事后处理的精度。设计了仿真验证平台,对所提出的融合算法进行了仿真验证。仿真结果表明:基于卡尔曼滤波与固定区间平滑滤波实现的惯性/卫星信息事后融合算法有效、可行,可作为试飞性能评估中确定参考基准的方法。     

基于模糊层次分析法的卫星探测效能评估算法

以遥感卫星为例研究了卫星探测效能评估技术。首先建立基于实用化的卫星探测能力评估递阶层次结构,接着综合运用运动仿真、概率论、连续马尔科夫链和蒙特卡罗法等方法对卫星探测评估中的单项指标建立相应的算法模型,然后基于模糊层次分析法确定卫星探测舰船目标的各评价指标权重,最后通过一个应用实例验证该算法在方案选优中的优越性。     

面向任务与基于ANP的网络信息体系能力需求满足度分析方法

针对目前在网络信息体系能力评估领域凸显的评估针对性较弱、能力关联性缺失等典型问题,以使命任务为牵引,基于复杂网络分析思想提出了一种网络信息体系能力需求满足度分析方法.该方法通过使命任务分解,将其关联映射到具体能力上,获取特定使命任务下的网络信息体系能力需求;以现有系统技战术性能指标为依据,借助能力满足度理论实现能力值量化,同时利用ANP进行能力相关性建模,获取网络化能力指标权重;进而通过多维能力融合及综合能力图谱,分析并展现体系现有能力水平之于特定使命任务的满足程度.最后以海军某使命下的体系能力需求为典型案例,检验该方法的可用性和有效性.     

无人机集群对地作战任务可靠性评估

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)集群执行对地攻击任务可靠性评估问题,考虑实际作战环境和任务规划,建立了一种适用于具体任务过程的可靠性评估方法。首先,建立了UAV集群作战的时态异构网络模型,用时态打击链模拟UAV集群任务规划和协同作战过程。然后,基于连续时间马尔可夫链(continuous-time Markov chain, CTMC)建立了UAV集群在威胁区域飞行的生存概率模型。进而,综合UAV集群的作战能力和生存概率,提出了任务可靠性评估方法。最后,通过实例分析,验证了该模型的实用性和合理性。该模型考虑到各方面影响战果的因素,贴合实际,为UAV集群任务可靠性评估和决策提供了参考。     

基于一致性算法的卫星编队姿轨耦合的协同控制

针对卫星编队一主多从结构的相对轨迹、姿态的协同控制问题,提出了一种基于Lyapunov方法的编队飞行协同控制策略。该控制策略将分布式控制思想引入卫星编队飞行的相对轨迹、姿态的动力学系统中,使各从星保持编队构型的同时沿期望轨迹相对主星绕飞。从理论上证明了系统的渐近稳定以及对外部干扰的抑制,并基于一致性算法理论定量地分析了通信拓扑结构为有向图情况下控制器参数的选择范围。此外,利用星星间的相对位置信息确定各从星的期望姿态和角速度,以确保对卫星编队进行姿态协同控制,达到跟踪同步的目的。最后将提出的算法应用于卫星三角形编队飞行的协同控制,仿真结果表明该方法的可行性与有效性,具有潜在的应用前景。     

面向敏捷卫星任务规划的云层建模及处理方法

针对云层遮挡影响光学卫星成像质量的问题,以新一代敏捷卫星任务规划问题为背景,对云层信息进行建模,提出了一种云层遮挡时间窗口计算方法,通过引入预判和二分法推进计算环节来提高遮挡窗口的求解效率。根据任务约束条件建立了考虑云层信息的敏捷卫星任务规划模型,并利用蚁群算法进行寻优计算。具体设计了状态转移规则、任务安排规则和信息素更新规则。通过10个不同规模的情景案例进行仿真对比分析,仿真结果验证了云层模型和提出的处理方法在敏捷卫星任务规划问题上的有效性。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

基于复杂网络的两栖水上飞机起降安全风险演化

为了揭示两栖水上飞机起降安全风险的演化规律,有效预防水上飞机起降安全风险,以风险因素间的作用路径为基础,构建两栖水上飞机起降安全风险演化的有权有向网络拓扑结构,验证了该复杂网络的无标度特性;采用Matlab编程仿真分析网络在随机攻击和蓄意攻击情况下的功能鲁棒性和结构鲁棒性;对比度值攻击、介数值攻击、接近度中心性值攻击及综合值攻击下的网络鲁棒性效果,识别网络的关键风险因素,提出断链控制策略。研究结果表明:两栖水上飞机起降安全风险网络是无标度网络;该网络对随机攻击具有较强鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性,且度值攻击的结构鲁棒性最差,综合值攻击的性能鲁棒性最差;综合值较高的节点是网络的关键风险因素,优先处置关键节点有助于预防起降事故。     

启发式前后向链条优化组合在轨多目标观测规划算法

针对敏捷遥感卫星突发多目标观测任务的在轨实时规划问题, 提出一种面向在轨实现的启发式前后向链条优化组合方法。该方法以敏捷卫星滚动俯仰两个自由度的姿态机动能力为输入, 设计了一种基于高权重组链、以姿态机动能力结合观测收益合成链条的启发式方法。完成了不同机动能力下的蒙特卡罗打靶仿真, 优化了链条选择策略, 获得了较高的观测收益。实验证明所提方法有效, 观测收益高, 计算开销小, 可应用于敏捷卫星面向大量点目标的在轨自主任务规划。     

卫星时变拓扑网络节点重要度评估方法

针对卫星网络拓扑结构的时变特征,通过构建时变拓扑图序列模型,将卫星时变拓扑网络分解为一系列具有稳定状态的拓扑图结构。综合考虑节点在网络中的全局性影响和局部性影响,以节点介数、节点紧密度和节点距离的重要度贡献为度量参数,提出了稳态卫星网络节点重要度评估方法,设计了卫星时变网络节点重要度评估算法,通过典型实例验证了算法的准确性和有效性。实验结果表明,该方法能够有效地区分卫星时变网络节点重要度差异,准确评价卫星节点对卫星网络资源的控制能力。     

网络节点重要度的快速评估方法

对网络节点进行重要性评估, 快速发掘重要性节点已经成为数据挖掘、复杂网络中的一个基本问题, 现有的节点重要度评估方法对于大型网络而言, 计算速度较慢. 基于电阻网络提出一种快速实用的节点重要度评估方法, 该方法利用节点对网络电能消耗的影响来评估节点的重要度, 如果由于一个节点的存在而导致网络平均电能消耗减少, 则该节点就越重要, 反之则该节点重要度就低. 该方法的时间复杂度为O(n³), 在分布式扩展的情况下可达到O(n), 实验分析证明了该方法的有效性, 而且运算速度快, 能处理大规模网络.     

基于节点重要度与改进信息熵的装备体系效能评估方法研究

针对装备体系网络建模过程中未充分考虑节点异质性等问题, 提出了基于节点重要度与改进信息熵的体系效能评估方法。首先, 依据作战环理论和装备分层方法构建装备体系网络模型。其次, 从网络全局、网络局部、战时装备完好性三方面综合评估节点重要度。最后, 根据节点权值和节点参与作战环数量, 建立了改进信息熵的作战效能评估模型。以轰炸蓝方指挥所作战体系为例进行分析, 验证了所提方法的可行性和合理性。     

基于知识推理的卫星网络态势理解

随着太空和网络空间军事化趋势加剧, 我国太空战略面临着日益严峻的挑战。为保障太空网络安全, 目前迫切需要形成对卫星网络空间的态势理解能力。本文首先提出了太空网络态势理解需要回答的关键性问题, 基于卫星网络态势理解本体和卫星网络态势理解知识图谱, 构建推理规则, 提出基于知识的卫星网络空间态势理解分析方法, 通过对卫星网络空间态势理解知识库进行推理, 实现对卫星网络安全多源情报自动关联分析。最后, 通过案例评估验证了所提方法的正确性和有效性, 为我国天基资产保护辅助决策提供支撑。     

基于云平台的Starlink星座高性能仿真技术研究

面向星链星座的网络仿真是未来低轨卫星星座设计与建设验证和评估的重要工具。针对星链网络规模庞大,结构复杂的特性,设计了一种高性能卫星网络仿真体系。该体系基于云平台的分布式网络仿真架构,通过系统仿真工具包(system kit tool,STK) Engine底层接口开发、卫星模型库存储优化和消息异步传输等技术,实现对星链星座的快速部署,具有良好的可扩展性。实验表明：所提方法实现了400颗卫星规模的复杂卫星网络的自动化建模,在部署效率上相对于传统方法提升了39.07%,可为大规模低轨卫星建设提供仿真技术支持。     

假设检验在AHP及卫星方案优选中的应用

卫星设计方案的评价对卫星方案的设计起选择、定向的作用,而在卫星设计方案评价因素中,既有定量因素、又有定性因素,因此比较适宜采用层次分析法.为了检查决策者判断思维的一致性,基于统计学中假设检验的基本原理,研究了将层次分析法用于卫星总体方案类型优选时判断矩阵的一致性检验问题,提出的判断矩阵一致性检验的χ2检验法,避开了传统的一致性指标CI,避免了判断矩阵最大特征值的计算,可在计算排序向量之前就对判断矩阵是否具有满意的一致性进行检验.     

储供基地支援保障能力评估混合算法

针对战时物资储供能力评估缺少有效模型算法的问题，分析了储供基地战时物资供应保障的主要影响因素和关键环节，建立了储供基地支援保障能力评估指标体系，提出综合运用定义量化、考核评价、模糊算法、层次分析、排队网络和指数综合等算法，计算其人员素质、仓储、装卸、投送、指挥控制、信息保障等指标的值，最后给出了综合保障能力评估模型算法。实例分析验证了所提算法的有效性，为战时作战物资仓储供应保障辅助决策和信息系统设计提供依据。     

天网综合仿真和演示验证系统

天网是以卫星星座为基本架构，通过星际的通信链路形成覆盖全球的天基通信网络。它对社会发展、科技进步以及军队的信息化有着重大的推动作用。由于天网的移动性、通信的偶断性、外设接入的复杂性以及使用的综合性，从而研制天网具有巨大的挑战。有必要通过综合仿真，验证天网总体需求、总体设计方案、关键技术指标和研制的约束条件，形成科学的可行性报告。介绍了天网综合仿真的概念，设计了天网的仿真平台，实现了天网综合仿真和演示验证系统，并通过实例获得天网数字仿真数据评估天网设计性能。