鱼雷目标定位跟踪技术

对鱼雷目标进行定位跟踪是舰艇反鱼雷的关键,报警声纳能够给出水下鱼雷目标的方位信息,但仅利用方位信息对鱼雷目标进行定位跟踪是不够的。对本水面舰艇舰壳声纳和拖线阵声纳纯方位协同探测可行性进行分析,并对协同探测条件下鱼雷目标定位跟踪算法进行探讨,建立可应用于鱼雷目标定位跟踪的滤波算法模型,对其定位精度进行分析,并与最小二乘算法进行比较,通过仿真比较,最终确定出可用于鱼雷目标定位跟踪的算法模型。

纯方位小幅机动目标定位跟踪技术研究

对纯方位小幅机动目标UKF(Unscented Kalman Filter)定位跟踪算法进行了研究。在目标机动可检测性分析的基础上,建立了纯方位小幅机动目标定位跟踪的UKF滤波算法模型,基于最小二乘和UKF算法联合调度思想,实现了对纯方位小幅机动目标的定位跟踪,通过仿真计算对其定位精度进行了分析,验证了算法模型的有效性。

用于纯方位目标运动分析的泰勒级数法

以泰勒级数法的理论模型为基础,研究它在纯方位TMA中的应用问题。将泰勒级数法与高斯-牛顿法相结合,得到一种混合泰勒级数法。这种混合方法简单易懂,计算并不复杂。经蒙特卡罗仿真研究,其性能可与高斯-牛顿法相比较,对于有些态势甚至在收敛时间以及解算效果上要优于高斯-牛顿法。算法性能反映在一些典型的TMA态势上。

纯方位偏差补偿估计算法研究

众所周知,纯方位伪线性估计有着严重的偏差问题。以伪线性估计的理论模型为基础,研究它在纯方位问题中的应用。将伪线性估计的偏差分离出来,形成偏差补偿估计,对这种估计方法进行仿真计算,并与伪线性估计相比较,经蒙特卡罗仿真研究,其估计偏差确实比伪线性估计小,算法性能反映在一些典型态势上。

基于误差折算的鱼雷一次转角射击命中/发现概率解析计算方法

针对鱼雷一次转角射击效果在线评估及射击诸元实时优化计算的需要,文中全面考虑影响鱼雷一次转角射击效果的多种误差因素,基于误差折算思想提出了一种鱼雷一次转角射击命中/发现概率的解析计算模型。该模型用单积分描述,同时考虑了与鱼雷射击相关的各种误差因素,与已有模型相比,可显著降低计算量。大量态势仿真结果表明,文中解析计算模型结果与统计计算结果相吻合,说明了新模型在工程应用上的可行性。

单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨。利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件。以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状。给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析。研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型。

关于TMA的Taylor级数法的分析

对Taylor级数法在纯方位TMA(目标运动分析)问题中的发散问题进行了仿真分析。针对原始方法的奇异性,提出了一种大权值改进方法,依据仿真分析结果,给出了迭代初值的选取原则,最后给出了一种“万无一失”的发散补救方案。仿真结果表明,改进后的方法对于常用态势以及优选的初值没有发散情况出现,全部收敛。

多平台目标定位误差估计技术研究

目标定位的目的之一是为了对目标发起攻击,而定位误差直接影响到武器的打击效果,如制导武器的发现概率和命中概率。为了及时、准确地把握目标定位误差的大小及分布,为控制/导引制导武器提供依据,给出了目标定位误差估计模型,并在实验室仿真环境下对所提出的定位误差估计技术进行了仿真验证,验证结果表明了误差估计算法的适应性、有效性。

基于鱼雷报警性能的反鱼雷鱼雷拦截效能分析

鱼雷报警性能是影响反鱼雷鱼雷作战效能的重要因素之一,根据反鱼雷鱼雷的作战流程,分析了鱼雷报警声呐的性能特点。在反鱼雷鱼雷三种拦截方案基础上,设计了直航+迎面的反鱼雷鱼雷拦截弹道,建立了弹道模型。利用蒙特卡洛法仿真计算了鱼雷报警距离、探测精度、反应时间等因素对反鱼雷鱼雷的拦截效果,分析和仿真结果表明,鱼雷报警声呐性能对反鱼雷鱼雷的拦截概率影响较大,是影响其作战效能的敏感指标。

中国西南喀斯特石漠化治理对生物多样性的影响

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变规律,量化了石漠化治理等因素对生物多样性的贡献。结果表明:中国西南喀斯特地区石漠化以轻度石漠化和中度石漠化为主,石漠化总面积减少了10.25万km^(2),减少速率为0.49万km^(2)/a;喀斯特地区生物多样性总体呈增加趋势,生物多样性综合指数均值为0.40,总体维持在中等水平;石漠化治理和生物多样性呈正相关关系,其对生物多样性的贡献为26.39%;气候变化和人类活动对生物多样性的贡献分别为52.78%、47.22%。结果表明,石漠化治理对生物多样性表现出积极贡献,对后续生态修复工程的实施以及生物多样性的保护具有一定指导意义。

中国碳酸盐岩地区岩溶无机碳汇格局及影响因素

碳酸盐岩化学风化碳汇降低了大气CO_(2)浓度上升和全球变暖的速率,然而,其碳汇通量(CCSF)的估算结果仍存在不确定性,并且气候变化和生态修复对CCSF的贡献率尚不清晰.为此,本文汇编了中国不同流域离子浓度站点数据,并采用经典热力学溶蚀模型,重新评估了中国1991~2020年CCSF的潜力和时空格局,并定量分析了温度(MAT)、降水(MAP)、蒸散发(ET)、土壤水(SM)和归一化植被指数(NDVI)等因子对CCSF的贡献率.结果发现:(1)中国CCSF为22.76t CO_(2)km^(-2)a^(-1),高于全球平均水平(15.77t CO_(2)km^(-2)a^(-1));总量(CCS)为4772.67×10^(4)t CO_(2),以252.98×104km-2的碳酸盐岩面积贡献了全球14.91%的CCS.(2)中国CCSF由东南向西北逐渐减少,其中南方岩溶区、青藏岩溶区和北方岩溶区CCSF分别为33.14、12.93和7.27t CO_(2)km^(-2)a^(-1).(3)1991~2020年中国CCSF整体呈现增加趋势,增长速率为0.16t CO_(2)km^(-2)a^(-1).(4)MAP、MAT、ET、SM和NDVI对CCSF的贡献率分别为63.3%、3.02%、27.5%、3.1%和3.05%,其中降水增加是近30年CCSF上升的主要驱动因子,而蒸发作用的增强抵消了部分降水增加对CCSF的正贡献.总之,本文对中国长时间序列的碳酸盐岩化学风化碳汇量级、格局及影响因素进行系统的量化,这项工作对于国家和全球的碳中和能力诊断和差距分析具有很强的借鉴价值和参考意义.

中国喀斯特生态系统健康诊断的方法、进展与展望

中国是碳酸盐岩型喀斯特面积最大、分布最广的国家,在喀斯特地区居住着约2亿的人口,经济规模约占全国的10%.尤其是以贵州为中心的西南地区,位于长江和珠江的上游,经济欠发达,但却是国家的重要生态安全屏障.喀斯特地貌重要而特殊,科学诊断其生态系统的健康不仅对生态修复和实现可持续发展至关重要,更是制定应对方案的基本前提.尽管以往开展了大量的研究工作,但是依然缺乏系统性和整体性认识.本文结合前人研究,进一步将喀斯特地貌演化发育总结为6个阶段:成岩阶段、成陆阶段、成山阶段、成丛阶段、成林阶段和成原阶段.在此基础上,又从碳酸盐岩风化成土速率的计算、土壤水的诊断、水土流失的评价、石漠化解译与演变、生态系统服务的科学计量5个方面进行系统的总结和梳理.尽管不同时代、不同学者的不同研究方法,其结果有着非常大的差异.但是,综合考虑已有的研究结果及其使用方法的优点和不足,归纳发现:(1)碳酸盐岩化学风化很快(30~130 mm ka^(−1)),但由于其酸不溶物含量低(5%以内),导致其成土速率极其缓慢,一般在5~50 t km^(−2)a^(−1)之间.(2)土壤少且分布不连续,但是土壤含水量却比较高,在0.2~0.4 m^(3)m^(−3)之间,这可能与周边基岩的汇水效应相关,且未来呈干化趋势.(3)土壤侵蚀模数低,一般在2~200 t km^(−2)a^(−1)之间,但由于坡陡、降雨量大且与岩土突变接触,导致其侵蚀风险极大,并存在一定比例的地下漏失现象.(4)石漠化的演变可分为单变式、渐进式和返变式3种经典类型,但是通过决策树和人机交互的石漠化解译方法相对高效和精准.(5)喀斯特生态系统服务功能的评价模型要基于成土速率来进行修正水土保持功能和基于岩溶地质碳汇修正气候调节功能.当前诊断喀斯特生态系统健康的指标、方法和模型亟须改进和创新,要充分体现喀斯特地区的特殊性和模型方法的匹配性,提高监测数据的时空分辨率,特别是亟须建立喀斯特社会-生态系统耦合模型,准确刻画出喀斯特生态系统对气候变化和人类活动的响应过程,提升诊断模型的准确度和可预测性.总之,本文系统总结了诊断中国喀斯特生态系统健康与可持续性的方法和取得的重大进展,并进一步从“岩-土-水-石-生”的角度提出了未来的研究方向和突破重点,以期为维护喀斯特地区的生态安全和可持续发展提供科技支撑.