基于先验目标航向的吊放声纳应召搜潜建模与仿真研究

针对已知目标的大概航向,需在有限范围内确定目标存在区的情况下,建立了利用吊放声纳的扇形和弧形应召搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对应召搜索概率的影响.结果表明,初始航向角度的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较小;不同潜艇运动模型中,吊放声纳间距的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较大.     

航空搜潜装备搜潜范围建模与仿真研究

根据航空搜潜装备的特点，结合主／被动声呐方程、潜艇目标强度、潜艇目标辐射噪声特征、搜潜装备性能、浅海传播损失模型、海洋环境特点等，建立了单基地条件下搜潜装备搜潜范围的数学模型，并以海洋环境噪声的变化为条件，仿真分析了搜潜装备有效搜潜半径随海洋噪声的变化情况。通过本文的研究，可以根据海洋环境等变化，确定出搜潜装备的搜潜范围变化情况，为航空搜潜训练提供了理论依据。     

潜艇位置散布规律与搜潜效能评估模型研究

针对当前搜潜效能评估中对潜艇位置的假设存在不合理的情况,提出了执行巡逻搜索和应召搜索任务时的潜艇位置散布模型,在此基础上,建立了声纳浮标阵搜潜概率的评估模型,并采用计算机仿真评估方法证明了模型的正确性,计算结果也表明对潜搜索评估结果与潜艇位置的散布规律假设密切相关,必须根据情况合理地选择模型.     

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。     

直升机使用吊声应召反潜兵力需求仿真

针对多机协同反潜中直升机兵力需求计算这一课题,依据反潜直升机搜潜的实际过程,以应召反潜中扩展方形搜索为例,在分析影响直升机兵力需求的四个主要因素的基础上,结合搜潜概率的计算,建立了应召反潜兵力需求的仿真模型。最后通过仿真计算得出,扩展方形搜潜时,反潜直升机数量不宜超过3架;当满足一定条件时,单机就能胜任搜潜任务。     

声纳浮标与磁探联合搜潜仿真研究

在声纳浮标和磁探搜潜原理的基础上,建立了在被动全向声纳浮标探测到潜艇目标的条件下,利用磁探仪对潜艇进行定位的相关数学模型,仿真分析了声纳浮标作用范围、磁探仪高度、潜艇下潜深度等因素对搜潜概率及搜潜效率的影响,获得了有益的效果.     

对潜的吊放声纳应召搜索技术仿真研究

通过建立反潜机的方形、扇形和螺旋线形应召搜索模型,分析讨论了潜艇航速和航向的变化对吊放声纳搜索概率的影响,并进行了仿真比较.结果表明,随着潜艇航速、航向角度的增加,吊放声纳搜索概率不断下降,且航速、航向变化对螺旋线形搜索的搜潜概率影响要小于方形搜索和扇形搜索.同时也表明潜艇以远离当前吊放点为规避航向且全速规避时会明显降低吊放声纳的搜索概率,这对潜艇规避对抗吊放声纳搜索具有实际的指导意义.     

基于遗传算法的对潜螺旋搜索

针对应召反潜中敌潜艇直线型规避行为,提出了一种基于遗传算法的对潜螺旋搜索方法.首先建立每段搜索路径中的搜索概率模型,再利用遗传算法对此模型进行优化,选取满足搜索概率最大的搜索器转向角.在搜索任务中要利用上一阶段的探测情况来实时地确定下一阶段的搜索路径,不断地排除敌潜艇不存在区域的角度,具有在短时间内搜索范围大、搜索效率高的特点.与传统螺旋搜索法相比,较好地提高了搜索概率.     

舰载直升机吊放声呐搜潜效率的仿真研究

以往对于直升机吊放声呐搜潜效率的处理过于简便,与实际状况不符。深入分析了吊放声呐在水平面和垂直面内搜潜的过程,并通过仿真研究了吊放声呐的搜潜效率,分析了影响搜潜效率的因素,可为反潜作战研究提供参考。     

潜艇规避对主动声纳浮标作战效能影响研究

根据主动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对主动声纳浮标作战效能的影响进行了研究。建立了主动声纳浮标的数学检测模型。利用平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航向、航深、以及海况对浮标作战效能的影响。仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低主动声纳浮标的作战效能。     

多枚导弹区域覆盖平行搜索的捕捉概率研究

针对反舰导弹对目标散布区搜索问题,提出一种多弹区域覆盖平行搜索方法,建立了目标捕捉概率的解析模型,并分析了参数变化对捕捉概率的影响,给出区域覆盖平行搜索下捕捉概率的统计模拟模型用于与解析法进行对比分析,得到了区域覆盖射击平行搜索的基本实施方法。仿真结果表明,相比于传统的单枚导弹现在点射击法,所提出的方法显著提高了反舰导弹对目标散布区的捕捉概率,解析法所得的捕捉概率近似为目标航向航速均服从均匀分布时捕捉概率的统计平均值,即在一般情况下使用该解析模型计算多弹区域覆盖平行搜索的捕捉概率是有效的。     

UUV编队协同最优扩方应召搜索方法

针对螺旋应召搜索方法理论上可行但实际上无法实现的问题，提出了基于改进的粒子群优化（particle swarm optimization，PSO）算法的无人水下航行器（unmanned underwater vehicle，UUV）编队协同最优扩方应召搜索水下匀速直线运动目标的方法。首先，根据UUV的搜索宽度，建立了最优转向角模型，给出了采用改进的PSO算法的具体求解流程，并在此基础上继续探讨当目标速度未知情况下的搜索计划。然后，根据投放方式的不同，探讨了UUV编队的几种协同搜索方法。最后，通过仿真实验，证明了该方法的有效性，并根据仿真结果给出了对未来UUV 装备技术发展方向的建议。     

基于信息熵的AUV地磁仿生导航方法

针对地磁异常引起磁参量变化规律失真,导致自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)导航搜索算法极易陷入局部极小的问题,提出了一种基于种群信息熵的进化搜索方法。该方法对地磁异常区域内信息熵的变化状态进行观测,通过预设的熵值门限值判断搜索算法是否进入磁异常区域,采用最大概率选择机制使算法跳出异常区域的干扰,避免算法陷入局部极小,并且对算法的收敛性进行证明。在未知环境下对AUV的导航搜索算法进行仿真,结果表明,利用熵值观测和最大概率选取的方法能够使得AUV在磁异常存在的情况下完成导航任务,验证了算法的有效性。     

直升机海上搜救最优模式研究

在给出直升机海上搜救概念的基础上 ,应用人机工程学理论和运筹学原理建立遇险目标及直升机的运动模型和观察人员发现概率模型 ,经仿真计算 ,利用比选法得出了直升机海上搜救的最优模式.     

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。     

基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划优化

为解决水上遇险目标搜寻存在搜寻区域过大、搜寻代价过高等问题, 提出一种基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划方法。首先, 利用高斯混合模型聚类算法划分搜寻区域, 再基于腐蚀膨胀的置信椭圆确定最佳搜寻区域边界, 实现目标包含概率和单位面积粒子数全局最优。然后, 构造适应椭圆搜寻区域边界特征的无人艇转向模型, 优化非工作路径。最后, 以搜寻探测概率和总路径为优化目标, 采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II)优化得到最佳搜寻规划路径, 实现无人艇高效区域搜寻规划。与常规矩形区域覆盖搜寻规划对比, 能够在达到相同搜寻成功率下显著减少搜寻代价投入。     

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.