基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索

本文在对传统螺旋搜索算法研究的基础上,提出了一种基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索算法.该算法将遗传算法和扩展螺旋搜索法相结合,优化出搜索器在扩展螺旋搜索时的第一个探测点和运动转向角,为实现水下目标的最优搜索提供了条件.仿真分析了潜艇的运动速度和航向分别变化的情况下,所提算法与传统算法对目标搜索时间和发现概率的差异.由仿真结果可见,该算法可缩短搜索时间,提高发现目标概率.     

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.     

连续搜索路径的最优化计算

在搜索状态建模和一阶搜索状态方程求解的基础上,建立了对随机运动进行连续搜索的发现概率最优控制模型。应用动态规划原理给出了最优搜索路径的逼近算法。算例表明,在目标初始位置和速度均服从圆正态分布的条件下,最优路径算法收敛。     

UUV编队协同应召搜索马尔可夫运动目标的方法

采用时齐马尔可夫链来模拟目标的规避运动，根据事发海域的水深映射图，估算出马尔可夫运动目标的位置转移概率。无人水下航行器编队在目标初始概率分布和位置转移概率已知的条件下，根据当前搜索结果不断对目标位置进行预测和更新。编队成员能共享目标位置信息，以获得较为准确的目标验后分布。然后采用一种新的分区实时贪婪搜索算法，得到无人水下航行器编队的最优搜索路径，从而以较高的搜索成功概率与较短的平均发现目标时间完成对目标的应召搜索。最后通过实例仿真，证明了该方法的有效性和优越性。此方法将对无人水下航行器编队的战法研究具有参考借鉴意义。     

卫星对地搜索问题研究——搜索理论的新应用

用卫星搜寻海上的未知目标时，由于海洋的面积大，可参照点少，搜寻未知目标难度较大，因此有必要对此展开研究。建立了对地观测卫星对海洋未知目标的搜索模型，同时给出一种评估卫星搜索探测函数的新方法，在此基础上，以一颗载有推扫式CCD相机的低轨小卫星为例，说明如何用该模型指导卫星搜索海域内的未知目标，从而使卫星在有限的观测时间内发现目标的概率最大，为搜索理论在卫星应用上提供了新思路。     

基于多准则交互膜进化算法的UAV三维航迹规划

针对智能优化算法在无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)三维航迹优化中搜索复杂度较高、容易陷入局部最优的问题,提出一种基于嵌套式细胞膜结构的多准则交互式多目标进化算法。以建立的多目标航迹评价模型来克服航迹评价加权求和的不足;同时在应用降维离散缩减寻优空间的基础上,采用萤火虫算法和人工蜂群算法作为不同膜内优化准则,利用膜系统计算的并行性和膜内信息交互优势提高算法性能;并对膜内进化规则进行非支配排序、搜索加权等改进,实现了UAV三维多目标航迹寻优。仿真实验表明,所提方法在有无威胁两种环境下均能快速搜索到不同侧重目标的相对最优航迹,证明了该方法的有效性。     

多用户弹性需求网络的双准则系统最优交通分配

针对存在异质用户的弹性需求交通网络,当用户时间价值呈离散分布时,给出了系统时间最优和系统费用最优的双准则优化模型及其帕累托有效前沿.证明了存在正的匿名路段收费方案.支持除系统时间最优解之外的其他帕累托解与多用户均衡解达到一致,分析了帕累托最优解处的系统性能与各自的单目标最优系统性能之间的偏差.研究表明,该偏差的上界仅依赖于用户的时间价值分布,而与路段流量分布和路段出行时间函数无关.     

基于统计特性的蝙蝠算法在认知无线电频谱分配中的应用

针对当前图论频谱分配模型下寻找最优解困难,容易陷入局部最优等问题,将蝙蝠算法引入到认知无线电频谱分配中,并利用图论频谱分配模型的特点,对二进制蝙蝠算法进行改进,以达到更好的效果。首先,将蝙蝠算法的选择策略改为贪婪选择,增强了蝙蝠算法在当前位置的开发能力。其次,统计种群中各蝙蝠经历的最好位置的分布情况,利用蝙蝠位置的统计特性指导蝙蝠寻优,加快算法的收敛速度。最后,在局部搜索时,直接在离散域操作,减少实数到二进制的映射,缩短搜索时间。仿真结果表明,本文算法在效益优于过去的算法的情况下收敛速度更快。     

相控阵雷达资源受限时最优搜索性能研究

多功能相控阵雷达通过对时间和能量资源的合理调度,可同时完成目标搜索、跟踪等多项任务。但对优先级别较低的搜索任务来说,当高优先级任务抢占雷达资源时,将会导致搜索性能下降。分析了影响相控阵雷达搜索性能的主要因素,详细研究了在搜索资源受限条件下,相控阵雷达搜索性能的优化模型,给出了搜索帧周期和探测距离计算的最佳准则和方法。通过仿真实验,分析了优化后相控阵雷达的搜索性能,实验结果验证了该模型的有效性。     

海杂波下距离扩展目标的最优二进制检测

研究了低擦地角下高分辨雷达对静止或慢速运动的距离扩展目标的最优二进制检测问题。采用K分布模型描述低擦地角下海杂波的统计分布,采用Rayleigh快起伏模型描述扩展目标距离像的幅度分布,详细分析了扩展目标二进制检测器参数与扩展目标径向长度、杂波形状参数之间的关系,最终得到最优二进制检测器的参数选择准则和经验公式,对二进制检测器的实际应用具有较强的指导意义。理论和实测杂波数据证明了最优二进制检测器的有效性。     

探测系统对飞行器的发现时间和发现距离问题研究

飞行器一雷达探测系统遭遇时,对应于给定发现概率的发现时间和发现距离是双方共同关心的问题.文章以此为出发点,提出了这些参数的求解思路和方法,并对干扰目标存在时的相应情况进行了研究,算例表明了本文方法的正确性.     

引战配合可视化仿真命中点参数精确计算

在传统的引战配合仿真中一般采用简化目标模型通过概率密度积分的方法求命中点参数,计算精度和实时性较差,而且无法计算各命中破片的落速、落角、命中部位等具体参数。推导了一种精确计算命中点参数的算法,可以有效克服传统命中点参数计算方法的不足,能够满足引战配合可视化仿真的需要。本算法已成功应用于多种引战系统的可视化仿真软件中。     

基于Monte Carlo法的雷达回波模拟和检测概率计算

给出了雷达检测概率测试系统,并提出了一种基于MonteCarlo法的数学算法以评估该系统在实际应用时所得的测试结果,它主要包括回波模拟和检测概率计算两个部分。前者主要研究如何利用MonteCarlo法模拟SwerlingI型、SwerlingII型以及SwerlingI和II型混合起伏目标回波信号。后者主要介绍雷达检测概率的计算方法,并给出了仿真结果。     

多模型标签多伯努利机动目标跟踪算法

针对标准标签多伯努利(labeled-multi-Bernoulli, LMB)算法只考虑了单个运动模型的问题,提出了一种适用于跳转马尔科夫系统的多模型标签多伯努利(multiple model-LMB, MM-LMB)算法。首先对目标状态进行扩展,将多模型思想引入LMB算法得到了新的预测和更新方程,并给出了算法的序贯蒙特卡罗实现。仿真实验表明,MM-LMB算法能对多机动目标进行有效跟踪,在复杂探测环境下跟踪精度优于多模型概率假设密度(multiple model probability hypothesis density, MM-PHD)算法和多模型势平衡多目标多伯努利(multiple model cardinality balanced multi-target multi-Bernoulli, MM-CBMeMBer)算法;所提算法计算量当目标相距较远时低于MM-PHD和MM-CBMeMBer,目标聚集时增长速度快于对比算法。     

离散分数阶Fourier变换的LFM信号时延估计

根据Ozaktas的采样型离散分数阶Fourier变换算法,针对线性调频信号,结合分数阶Fourier变换对线性调频(LFM)信号的独特聚集性,研究了基于Ozaktas离散分数阶Fourier变换的含多普勒的LFM信号时延估计,给出了线性调频体制雷达分数阶Fourier域的目标检测与测距具体实现,并与经典数字脉压对雷达目标测距的分辨力、时延估计误差、运算量进行对比分析,结果验证了基于Ozaktas离散分数阶Fourier变换时延估计的可行性及有效性。     

随机运动目标有限区域探测的概率时间收益

研究了在一个固定区域对随机运动目标进行连续探测的概率时间收益问题。首先建立了“绝对连续探测”的概念,证明了在绝对连续探测条件下,在一个区域的持续探测,持续时间不会带来概率的增加。提出了“一次探测周期”概念,建立了一定“一次探测周期”时持续探测的概率与周期数的函数关系,并定义了持续探测概率的概率收益、概率时间收益率。算例表明了所定义各参数的基本变化形式。     

基于GST-Hough变换的LFM信号识别方法

针对线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号在低信噪比条件下的信号检测问题,提出将广义S变换(generalized S transform, GST)与Hough变换相结合(generalized S transform based on Hough transform,GSTH)信号检测方法。从理论层面推导出LFM信号在进行GST后对应的参数特性,论证Hough变换的可行性,推导出GSTH变换后LFM信号与噪声的概率密度分布函数,给出了基于奈曼-皮尔逊准则进行峰值检测时,检测门限的计算方法与确定流程。利用GST时频聚焦性提供良好的直线线性,有易于Hough变换的直线检测,提升变换后主峰峰值并降低副峰高度。通过与WHT (Wigner Hough transform)、分数阶傅里叶变换与周期WHT算法的仿真对比,定量评估算法的适用性,并与经典算法对比,定性的描述出算法良好的时频聚焦性,凸显GSTH算法在强噪声背景下具有更好的检测精度与适用范围。     

New CFAR target detector for SAR images based on kernel density estimation and mean square error distance

A new constant false alarm rate (CFAR) target detector for synthetic aperture radar (SAR) images is developed. For each pixel under test, both the local probability density function (PDF) of the pixel and the clutter PDF in the reference window are estimated by the non-parametric density estimation. The target detector is defined as the mean square error (MSE) distance between the two PDFs. The CFAR detection in SAR images having multiplicative noise is achieved by adaptive kernel bandwidth proportional to the clutter level. In addition, for obtaining a threshold with respect to a given probability of false alarm (PFA), an unsupervised null distribution fitting method with outlier rejection is proposed. The effectiveness of the proposed target detector is demonstrated by the experiment result using the RADATSAT-2 SAR image.     

侦察卫星星座目标发现概率与最大访问间隔分析

以区域内特定目标的搜索为背景,分析侦察卫星对某地面区域内运动目标的探测类型和搜索方式,并建立目标发现概率与单星探测概率和星座最大访问时间间隔的关系模型。分别以大型舰船和飞机为探测目标,对光学侦察、电子侦察和雷达侦察等三种类型侦察卫星星座的技术性能指标和作战性能指标之间的关系进行了仿真分析。     

基于单通道合成孔径雷达子图像的动目标检测性能分析

详细分析了基于单通道子图像的运动目标检测性能,给出了图像序列间协方差矩阵分解后特征值与运动目标速度间的关系。首先通过方位向的频谱划分获得单通道子孔径对应的子图像,再利用子孔径间协方差矩阵第二特征值对目标信号的敏感性实现运动目标的检测。详细推导了特征值与运动目标距离向速度的关系,并通过理论分析给出了协方差矩阵第二特征值的概率密度函数。最后,经过仿真实验给出了该方法的仿真结果与性能曲线。