基于COSIM的舰艇防御系统分布式仿真平台开发研究

舰艇防御系统分布式仿真平台可实现在攻防对抗条件下水面舰艇防御来袭鱼雷作战过程的仿真,用于研究鱼雷防御武器的使用方法,验证其作战效能,论证舰艇防御系统的作战需求。针对水面舰艇鱼雷防御系统及其作战环境,提出了基于协同仿真平台(COSIM)的舰艇防御系统分布式仿真平台设计方案,阐述了仿真平台的软硬件结构,具体介绍了仿真平台的开发过程,并给出仿真平台信息流图,最后针对仿真运行实例进行了分析,证实了仿真平台的有效性。     

单平台水面舰艇鱼雷防御仿真系统的开发

水面舰艇鱼雷防御作战仿真系统能够模拟在具体作战态势下水面舰艇防御来袭鱼雷的作战过程。通过计算机仿真,可以研究在不同制导方式鱼雷的攻击下水面舰艇进行拦截的最优化配置方式,以提高水面舰艇的生存概率。从功能性和使用性的角度出发,提出了单平台水面舰艇鱼雷防御仿真系统的开发方案,阐述了仿真系统的总体结构,给出了仿真系统的实现方法,最后分析了系统实现中的一些问题。     

作战系统仿真中的雷达建模与仿真研究

以舰艇防空作战中雷达单元的仿真为背景，按照搜索雷达和精跟踪雷达的功能及工作流程，将作战系统中的雷达仿真分成目标探测、捕获、非精确跟踪及精确跟踪等步骤，对各个步骤中需完成的工作进行了较为完整的介绍，并给出了相关流程图。     

水面舰艇导弹攻击作战过程仿真研究

反舰导弹已成为水面舰艇交战的主战兵器，其作战过程的仿真具有重要的军事意义。受兰彻斯特方程的启发，文章在对作战效能的含义进行初步的分析之后，建立了离散模型来模拟研究水面舰艇的导弹攻击作战过程，并利用差分方程组对舰艇的作战能力、毁伤因子以及作战效能等参数进行了理论分析，通过对三个具有实际背景的不同想定的仿真，在作战方法、导弹作战性能以及舰艇防御能力对交战结果的影响等方面得出了几个有价值的结论。     

水面舰艇综合反潜仿真系统设计研究

水面舰艇综合反潜仿真系统可实现在攻防对抗条件下反潜作战过程的仿真,用于研究反潜作战方法,验证新型武器系统的作战性能,论证各种反潜武器装备的作战需求。本文分析了水面舰艇综合反潜仿真系统的功能、组成和特点,并探讨了系统基于HLA的体系结构、仿真模型及有关的关键技术。     

基于三维剖分的机载雷达实时探测仿真方法

无人机的出现及迅猛发展,使得作战仿真中无人机机载雷达的目标探测问题具备较大的研究价值。国内外已有的作战仿真平台中,雷达与目标间探测关系的计算是两两交互式的,计算开销随实体数量呈线性或超线性增长,难以应对大规模实时作战仿真场景。基于三维剖分网格的理念,提出一种机载雷达目标探测仿真方法,通过在仿真前制作探测模板,仿真中查询模板及简要计算,可迅速判断探测成败。该方法有效降低了探测的计算量,为大规模实时作战仿真提供了有力支撑。     

舰艇作战系统仿真中信息交互的设计与实现

信息交互设计与实现是舰艇作战系统仿真中的重要环节.首先分析比较了当前分布交互式仿真中信息交互方式的特点,针对舰艇作战系统仿真平台集成过程中的信息交互需求,设计了基于HLA的舰艇作战系统仿真中的信息交互功能.接着,对信息交互实现进行了分析,重点研究了关键部件WINSOCK-HLA网关实现原理和结构,并给出实现过程关键模块类架构.最后,通过仿真应用和试验,该信息交互方案满足了仿真需求,同时也验证了方案的可行性和健壮性.     

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.     

舰艇烟幕使用与布放的仿真研究

烟幕具有吸收、反射和散射特性 ,可使导引头上接收的能量大大衰减 ,从而降低导弹的命中概率。在分析舰艇烟幕对抗激光制导导弹过程的基础上 ,分别建立了烟幕遮挡效果目标函数 ,舰艇运动的模型 ,烟幕运动的模型和导弹运动的模型 ,通过计算机仿真得出了烟幕使用及烟幕布放的方法。仿真结果对舰艇烟幕的作战使用和舰艇烟幕发射装备的研制具有重要的参考价值。     

基于多Agent的舰艇编队对海攻击仿真系统

设计了一种基于多 Agent 的舰艇编队对海攻击仿真系统,采用自下而上的建模方式,应用面向Agent的仿真软件技术对系统中各个Agent进行建模并构建了系统的结构框架,采取Agent通信语言(Agent communication language,ACL)实现Agent间通信。仿真部分模拟真实舰艇编队协同攻击过程设计了舰艇编队对海移动目标协〖JP3〗同攻击流程,仿真中提出改进的遗传算法解决武器目标分配问题,在预测目标打击位置时提出了虚拟航路法。仿真结果表明,该系统与实际符合较好,可以为舰艇编队对海作战各个步骤中的算法进行综合仿真,验证了该系统的有效性。     

基于约束的单舰纯方位跟踪算法

提出一种把运动目标舰艇的航速约束以及对陆地岛礁规避的约束加入修正增益推广卡尔曼滤波器的方法 ,对目标观测方程和目标状态方程分别进行修正 ,用于单舰对海上运动舰艇辐射源进行纯方位跟踪。航速约束可以当作输出为 0的增加的观测数据来处理 ;另外 ,根据当前估计的目标位置和航速 ,当下一个周期目标将航行到陆地岛礁或即将航行到陆地岛礁时 ,用规避因子矩阵来修正目标舰的航向和航速 ,以避免目标航行到陆地岛礁。计算机模拟结果表明 ,该方法能提高对海上运动舰艇辐射源的无源定位精度。     

舰载综合训练仿真器原型方案设计及控制技术

在分析舰艇仿真训练系统发展现状的基础上,提出了基于实装的舰载综合训练仿真器的原型方案,论述了舰载综合训练仿真器的体系结构、基本功能、训练模式和关键技术,为解决战术背景条件下基于舰艇装备的综合对抗仿真训练问题提供了一种新的技术途径。     

舰艇编队保障系统的备件短缺风险研究

针对舰艇编队存在备件短缺风险的问题,提出舰艇编队保障系统的概念,给出舰艇编队使用可用度的计算方法,讨论三者之间的关系并建立数学模型。考虑实际中,执行复杂任务的舰艇编队其部件具有不同的寿命分布,替换时间差别大,不少备件维修后能够继续使用以及备件可修次数受限的情况,建立多可修备件的短缺风险计算模型及其与舰艇编队使用可用度的关系模型。最后通过实例对模型进行仿真,对降低备件短缺风险,提高舰船装备使用可用度有一定的参考价值。     

对毫米波制导反舰导弹实施质心干扰的仿真研究

对毫米波制导反舰导弹实施箔条质心干扰进行了仿真研究，采用面目标分析方法研究了考虑切割效应的箔条云雷达截面积仿真模型，讨论了舰船雷达截面积、反舰导弹跟踪、箔条云布放和运动等仿真模型，并提出了基于有足够的有效质心干扰时间、箔条云初始位置布放在反舰导弹末制导雷达跟踪范围之内以及有足够的脱靶距离三个约束条件的箔条质心干扰效果模型。     

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.     

海上多舰协同防空部署优化研究

针对海上多舰协同防空部署优化问题,在已知敌方进攻态势和我方防御能力的条件下,综合分析各项影响攻防效果的因素,结合不可逃逸区,综合设计了多舰协同防空部署的性能指标。本文给出了多弹群体进攻下海上多舰协同防空部署的问题描述,并采用了共生有机搜索算法(symbiosis organisms search,SOS)对该问题进行优化求解得出最优部署方案。共生有机搜索算法通过模拟共生、共栖和寄生3种生物间的生存关系对协同防空部署的问题进行优化,在该类具有约束的非线性优化问题中,SOS算法相较于粒子群算法不易陷入局部最优,能够求解得到更优解,收敛速度相比提高近10%。在想定假设条件下,通过数值仿真计算结果对所提出的模型和算法进行了合理性和有效性分析,表明该部署优化方法得到的方案是正确可行的。     

基于水动力模型的船舶航态的模拟仿真

根据船舶运动动态平衡原理,采用源汇法建立了在不同浪向下船舶横向运动的不动力模型,根据给定的船舶参数,用STF切片法计算了船体的水动力系数和波浪扰动力（矩）,并存入数据库。提出了采用四阶龙格－库塔法求解船舶运动水动力模型的线性微分方程组,以获得船舶随时间变化的各自由度运动幅值。提出并采用了与以往不同的三维模拟仿真方法－虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维船舶航态（横摇、摇艏、横荡）在该场景中的实时动态仿真,取得了良好的效果。     

基于智能决策的仿真演示系统

将专家系统技术与决策支持技术结合起来，研制了一个仿真演示系统，该系统能在WindowsNT/XP平台上运行，可产生舰艇对空作战的战场态势，给出敌方目标威胁等级报告，给出规避机动及武器分配的辅助决策方案，供指挥员进行最终决策，该系统采用定制框架式数据结构，便于维护，并可接受来自指控系统或仿真测试床的态势数据，为开发一个新的决策支持系统提供了工具，文章介绍了本系统的设计理念，论述了它多方面的设计特色和实现方法。