反无人机蜂群作战战术战法运用分析

随着无人机技术快速发展和广泛应用推广,无人机蜂群作战也逐渐成为现代战争中重要的作战方式,如何反制无人机蜂群作战已成为当前防空系统的一个全新挑战。文中从无人机蜂群作战的概念内涵入手,深度分析了无人机蜂群作战特点以及反制无人机蜂群关键技术与作战过程,并总结出一套反制无人机蜂群作战的战术战法,对反制无人机蜂群作战具有很好的参考意义。

基于静动态综合估计的无人机蜂群态势感知技术

随着军用无人机技术的快速发展,其作战体系也逐渐从无人机单机作战向蜂群作战转变。为了实现入侵无人机蜂群的反制,亟需探索面向无人机蜂群入侵场景的态势感知技术。目前,无人机蜂群态势感知领域主要在整体概念层面研究态势感知的技术与模型,缺乏具体应用场景下的态势感知技术与仿真平台。本文面向分布式作战战术场景与哈里斯鹰的合围狩猎方式,引入了无人机蜂群的进攻阵型与仿鹰群的无人机蜂群协同攻击模型,使用到达时间差定位算法与联合概率数据关联滤波器获得无人机蜂群轨迹信息,并将无人机蜂群战场态势划分为静态态势与动态态势,分别表示对战场某个时刻态势的理解与战场未来趋势的推断。在此基础上,本文提出了一种基于静动态综合估计的无人机蜂群态势感知技术,涵盖基于模糊规则评价的静态态势感知以及基于蜂群预测推断的动态态势感知。同时,搭建了三维无人机蜂群态势感知仿真平台,实现了入侵无人机蜂群的运动学建模、定位跟踪、战场态势感知以及误差分析等过程,验证了所提态势感知技术的有效性。

国外自主防御性无人机蜂群的技术发展和启示

近年来,世界各国正大力推进无人机蜂群项目和技术的研究,那么反过来,各国在对抗大规模无人机蜂群上都面临重大的国家安全挑战。围绕有效对抗无人机蜂群的目标,提出采用自主防御性无人机蜂群进行反制的重要观点。首先,介绍了自主防御性无人机蜂群的发展现状;其次,以芬兰国家技术研究中心提出的一个自主防御性无人机蜂群作战概念为基础,思考如何利用仿真器探索蜂群反蜂群的战术;然后,重点研究了包括强化学习的相关自主性关键技术;最后,为自主防御性无人机蜂群的技术发展提出了几点启示。

基于轻量化区块链的无人机蜂群身份认证设计

区块链技术的去中心化、不可篡改和加密算法等特性是分布式组网身份认证的研究热点,但现有区块链存在算力要求高,效率低下的问题,在无人机蜂群组网中的应用受限。因此,设计了一种轻量化区块链的无人机蜂群身份认证系统。首先,构建了基于区块链的无人机蜂群身份认证系统模型。然后,对系统中的区块链共识算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)进行改进,提出了一种轻量化可信的PBFT共识算法(Lightweight Trusted PBFT,LTPBFT),通过引入信誉奖惩机制和投票机制降低了拜占庭节点担任主节点的概率。最后,通过优化流程降低了通信复杂度,实现了轻量级认证系统。仿真结果显示,与PBFT相比,LTPBFT共识算法在通信开销、吞吐量、共识时延和安全性方面有更高的效率和更强的稳定性。

无人机蜂群作战任务规划研究现状与展望

无人机具有低成本、无伤亡、操作简便、灵活可靠等作战优势,在多次局部冲突中大放异彩,而无人机蜂群是一种以大量无人机为基础节点的新型作战样式,近年来受到各军事强国的持续关注。任务规划作为无人机蜂群遂行作战任务的核心,也是其发挥作战能力的关键之一。阐述了无人机蜂群作战任务规划的基本概念和流程,着重从任务分配和航迹规划两个方面,分析了任务规划模型和约束条件,对比了各类典型方法的优缺点,并从场景构设、规划模型、规划要素、推演评估、规划模式等5方面阐述了无人机蜂群作战任务规划的关键问题及发展趋势,对无人机蜂群的作战样式探索和任务规划研究具有参考借鉴意义。

舰载激光武器打击无人机蜂群毁伤特性研究

舰载激光武器是一种反制无人机蜂群有效、快速、低成本的防御手段。论文针对舰船无人机蜂群反制,分析了舰载激光武器对不同材质的无人机毁伤机理,结合无人机材料激光毁伤阈值,建立了激光武器反制无人机蜂群模型,仿真了不同激光功率条件下对无人机蜂群的有效打击距离,评估分析了激光武器打击无人机蜂群的作战效能,可为后续激光武器协同火力打击无人机提供支撑。

基于ANP-DEA的反无人机蜂群装备投产效率评估

为拓展新型装备发展论证方法,借鉴经济领域投入—产出效率概念,提出装备投产效率,综合考量装备建设资源投入及作战能力。采用ANP-DEA方法,建立基于网络联系的反无人机蜂群作战能力指标评估体系;根据体系特点新增毁伤评估能力等指标,通过网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)计算各级指标权重;通过超效率数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型对8类装备投产效率进行排序分析,一定程度上解决了当前反无人机蜂群装备能力评估内容不全面、指标联系不紧密等问题,为新型装备发展规划提供参考。

蜜蜂对当代通信技术的启发——从Zigbee技术到无人机蜂群

通过介绍蜜蜂的信息交流方式及其与Zigbee技术的关系,引出自组织性这一系统的重要性质,以此关注到蜂群的运动模型及其在无人机蜂群中的应用,并提出了在探索蜜蜂对当代通信技术影响过程中引发的一些思考。

无人机蜂群攻击意图判断方法研究

无人机蜂群攻击意图判断涉及较多模糊不确定性因素,且判断过程属于不确定性推理过程,针对无人机蜂群攻击意图判断问题,提出一种基于离散动态贝叶斯网络-云模型的无人机蜂群攻击意图判断方法。根据无人机蜂群运用特点,构建无人机蜂群攻击意图判断指标体系,利用模糊逻辑理论将指标体系中的连续型变量转化为离散型变量,建立无人机蜂攻击意图判断方法模型,针对评估过程中指标数据缺失问题,采用前向信息修补算法进行信息预测修补。仿真分析结果表明:所提方法具有一定的容错能力,可结合前后信息进行有效判断,准确度更高。为反无人机蜂群运用指挥决策提供参考依据。

浅析面向无人机蜂群运用的导弹观察、交互与协同

为了实现导弹智能协同发展,重点研究了导弹在无人机蜂群中的运用问题。介绍了导弹与蜂群系统各自的战术运用特点,探讨了集群对抗中导弹的运用模式,由此分析了导弹的智能化与集群化发展需求。针对集群智能的观察、交互与协同等问题,讨论了导弹在蜂群运用中的现状、面临的挑战与关键技术。结合美军“多导弹同步交战技术”与“金帐汗国”改造弹药蜂群项目,分析研判导弹在集群运用方面的发展思路,并指出了实现智能协同的能力倍增点,为未来智能导弹系统研究提供探索思路。

状态转换率固定下的自组织微型无人机蜂群簇规模数量计算方法

计算无人机蜂群“流式”战法所具备的规模实力,是无人机作战运用筹划的关键问题之一。针对无人机“流式”蜂群作战构想,通过建立作战过程模型,运用解析法分析自组织微型无人机“流式”蜂群作战过程中蜂群规模数量变化情况,提出了状态转换率固定条件下无人机“流式”蜂群簇的数量趋于稳定的条件,并通过算例进行了验证。该计算方法可以用于预测无人机“流式”蜂群作战效能、设计无人机“流式”蜂群相关指标。

无人机蜂群技术发展研究

随着人工智能技术的不断发展,无人机蜂群在现代化战争中展现出巨大的作战效能和应用潜力。围绕无人机蜂群技术研究,介绍了国内外无人机蜂群的研究现状,从战略决策和战术执行两个角度构建海陆空无人机蜂群作战体系;同时,分析在该体系下无人机蜂群遂行的侦察监视、通信中继、信息对抗等6种职能任务。基于此,进一步深度剖析支撑三域作战的蜂群控制、网络通信等关键技术,对我国无人机蜂群在抗干扰、无人机反制等技术上的不足之处进行探讨,为未来无人机蜂群技术发展指明研究方向。

基于无人机蜂群的舷外电子战方法研究

严密的电磁防护是水面舰艇应对空中威胁的有效手段,而无人机蜂群具有突防能力强、作战样式多、作战成本低等优势,已成为各军事强国角力的新领域。论文针对传统舰艇电磁防护存在弱点,分析无人机蜂群作战典型特征和巨大威胁,并将无人机蜂群用于水面舰艇电磁防护,提出一种全新的“舷外电子战”作战模式,用于提升水面舰艇战场生存能力。

美军无人机蜂群作战研究动态及应对策略

无人机蜂群是以智能化无人控制技术和网络信息系统为支撑的集群式无人作战武器装备,这种新型武器装备势必将成为改变未来战争规则的重要推手。美军作为无人机蜂群作战研究的领跑者,掌握了解其发展动态,学习其相关有益经验做法,参考借鉴其理论体系和关键技术,对于军队打赢未来智能化战争具有重要现实意义。本文通过梳理与总结美军在无人机蜂群作战研究方面所进行的开创性工作,厘清无人机蜂群作战发展的脉络,重点对无人机蜂群作战的产生背景、基本概念以及发展现状进行了探讨,结合课题组在无人集群作战领域的研究基础,分析了6个方面制约无人机蜂群发展的难点问题,探讨了应对无人机蜂群作战的可鉴之策,希冀能够为军队未来构建蜂群作战体系和建设相关能力提供理论指导和技术依据。

基于无线紫外光隐秘通信的侦察无人机蜂群分簇算法

针对复杂战场环境下无人机(UAV)蜂群的渗透侦察任务,考虑无人机间信息传输时能量消耗的不均匀性,影响侦察任务的高效实施,该文提出一种基于无线紫外光隐秘通信的侦察UAV蜂群分簇算法。该算法结合无线紫外光散射通信的优点,通过分簇拓扑管理机制对UAV蜂群进行能耗平衡。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够有效均衡网络能量消耗,提高网络的传输效率,并且选取合适的数据包长度及节点密度可延长UAV蜂群的生存周期。

反无人机蜂群技术发展综述

随着蜂群作战概念与技术的不断成熟,未来反无人机蜂群作战更为复杂,发展对抗能力刻不容缓,以美俄为首的世界军事强国正积极发展高效反蜂群无人机手段,并积极开展反蜂群无人机技术试验验证,以确保在未来战争中掌握主动权。首先对国外无人机蜂群和反蜂群技术发展进行了论述,从蜂群的作战特点和反蜂群的技术难点出发,又论述反无人机蜂群作战构想,最后对未来反蜂群技术发展趋势进行探讨。

一种无人机蜂群飞行同步检测和抑制方案

该文研究了无人机蜂群飞行同步的检测和干扰方案,把无人机蜂群飞行同步过程看作复杂系统的涌现效应,提出一种基于双阈值的涌现判定算法。通过同时监测目标系统飞行同步过程中的熵差和网络连通度,克服已有算法因忽略网络状态监控而误判的问题,准确及时地识别飞行同步的发生、达成和失败,为控制抑制时机提供坚实的前提基础。以平均功率为约束设计带内干扰行为,从使目标系统通信容量降低的角度建立干扰行为模型,并通过仿真分析其效能。研究发现,低强度持续干扰可有效迟滞目标系统同步过程、延长同步时间,且具有更好隐蔽性;中等强度持续干扰可快速终止飞行同步过程。基于以上分析,首次根据破坏和迟滞的不同作战意图设计了无人机蜂群飞行同步的反制方案。通过仿真验证了其有效性。

无人机粉碎机——硬杀伤式反无人机蜂群关键技术解析

无人机“蜂群”作战模式对部队野战防空和要地防空提出了全新挑战,迫切需要尽快构建低成本预警反应和打击拦截一体化联合防御体系。针对单一手段难以有效对无人机蜂群进行拦截的难题,本文提出一种多层反无人机蜂群拦截体系:远程高性能对高价值、中程面杀伤对多数量、中近程可重复对低成本、近程多样化手段相结合,具有时空分工,紧密衔接的远/中/中近/近程协同拦截体系。其中,中近程是硬杀伤的关键阶段,目前还没有成熟的成本对称的硬杀伤方案。2019年10月,外媒报道了一种“无人机粉碎机”硬杀伤反无人机系统,该系统采用无人机以直接碰撞的形式对低、小、慢无人机目标进行直撞击,以达到拦截入侵无人机的目的。本文对此拦截系统的组成、关键技术、指标参数进行分析,指出其工作方式和在反蜂群体系中可发挥的作用。

无人机蜂群关键技术发展综述

现代战争模式催生了无人机蜂群新型作战样式。系统分析了无人机蜂群利用功能简单的个体,应用自然界蜂群组织算法模型形成高级群体智能行为的概念,介绍无人蜂群的分类和特点,凝练总结无人机蜂群协同组网、协同感知、协同决策、协同控制等关键领域技术及发展现状,针对复杂对抗环境下的实际需求提出集光电探测、通信组网、协同控制、任务规划等多学科于一体的无人机蜂群技术发展的重点和难点,给出无人机蜂群技术发展的途径和举措建议,期望达到牵引无人机蜂群技术发展方向、推动无人机蜂群从技术走向实用的目的。

无人机蜂群中紫外光隐秘通信能耗均衡路由算法

针对复杂战场环境下无人机蜂群的任务协同要求,保证编队内可靠的路由通信尤为重要。考虑无人机携带能源有限,为了尽可能延长空中作业时间,提出一种无人机蜂群中紫外光隐秘通信能耗均衡路由算法。在无人机编队保持的基础上,结合无线紫外光散射通信特点,在路由选择过程中引入通信链路路径损耗和无人机节点剩余能量来构建链路权值函数,从而有效地平衡无人机蜂群节点的能量消耗。仿真结果表明,与其他算法相比,所提算法能够动态地选择数据传输路径,使节点的能量消耗均衡,进而延长无人机蜂群的生命周期。