低轨星座传感器资源调度的自主任务规划建模方法

低轨星座传感器资源的优化调度是复杂多约束下的任务规划问题,为了满足多个运动目标全程跟踪与监视的资源实时优化调度需求,提出一种星上自主快速求解的规划模型.在对自主任务规划问题进行详细建模的基础上,考虑各项约束条件与优化因素,将原问题转化成简易的0-1线性整数规划模型,并构建多目标跟踪试验场景对所提方法进行了仿真验证.仿真结果表明,基于简易规划模型的资源调度可实现多目标的全程跟踪与监视.

天基海洋目标监视的系统分析及相关研究综述

天基海洋目标监视是现代卫星应用技术的重要发展方向。分析了海洋目标、海洋监视环境的特点,介绍了天基海洋目标监视资源的分类和发展情况,分析了各种不同类型监视平台及有效载荷的特点和适用性。综合评述了天基海洋监视中海洋目标检测、分类、识别等目标信息处理技术,对监视任务的规划调度方法及其他相关研究,分析了这些技术手段的特点、适用性及发展现状。最后分析了当前天基海洋目标监视相关研究和应用的发展趋势。

基于部分可观察马尔可夫决策过程的多被动传感器组网协同反隐身探测任务规划

针对反隐身作战需求,提出多被动传感器组网协同战术。为提升反隐身探测效能,引入部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)理论,分析了POMDP任务规划要素,建立起多被动传感器组网协同反隐身探测任务规划POMDP模型。建立了多被动传感器协同控制系统结构,提出了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的信念状态更新方法和基于蒙特卡洛Rollout采样(MCRS)的Q值估计方法,并设计了CCSP基本策略。仿真结果表明,所建立的模型能够实现多被动传感器的高效管理调度,能够控制多被动传感器对隐身目标进行有效探测跟踪,即模型有效性得到了验证。

传感器网络中的传感器管理研究

传感器网络和传感器管理是国际社会的研究热点,但目前针对传感器网络中的传感器管理问题的研究成果很少,文中对这一问题进行了初步分析与探讨,在深入分析传感器网络的基本特性的基础上,给出了传感器网络中传感器管理的一些基本原则,采用分层式传感器网络系统结构,提出了基于任务驱动的传感器管理方案,并详细阐述了方案中各个部分的工作原理,提出了一种基于多智能体技术的传感器管理模型,实现了传感器感知信息的交互和传感器感知动作的协同功能。

无人机编队协同探测研究

未来战争是体系与体系的对抗;将多智能体技术和信息融合技术引入无人机编队系统中,构建出无人机编队协同探测任务规划体系和编队协同探测信息融合体系,并分析了该体系的结构.进而探讨了基于多智能体技术的无人机编队协同探测策略;此外,结合无人机编队面对突发威胁的应对措施,阐述了协同探测策略的具体应用;该研究成果对其他多作战平台系统的协同作战也有一定的借鉴意义。

临空高超声速飞行器多传感器任务分配算法

现有分配机制难以对临空高超声速飞行器进行高效、稳定、实时的探测跟踪任务分配,基于此问题构建了兼有集中式全局统筹和分布式动态反馈特点的混合式任务分配体系框架;建立了基于效能、时间、任务完成率和负载率的多传感器任务分配模型;借鉴合同网的协商签约机制,提出了具有双重定向调整机制的合同量子遗传算法(Contract Net Quantum Genetic Algorithm,CNQGA)。通过仿真验证了模型的合理性、算法的高效稳定性。对未来临空高超声速飞行器探测跟踪体系的构建具有一定的技术指导作用。

基于HMM和信息熵的分布式传感器协同任务规划研究

为了研究多平台传感器最优化任务规划问题中的随机性和不确定性因素,以隐马尔可夫模型(HMM)建模思想和信息熵理论为支撑,以平台传感器执行任务的单位损耗所带来的信息增益为目标函数,建立了基于多HMM过程的传感器动态规划模型,研究了多HMM过程的传感器动态规划执行步骤并进行了仿真。同时研究了在特殊情况下使用多HMM过程进行传感器动态调度的相关问题,为多平台传感器最优化任务规划问题的不确定性和随机性因素的建模与分析奠定了基础。

海上编队传感器管理

对传感器体系的综合管理、优化组织和协同探测控制对海上编队作战能力提升有重大支撑作用。通过对海上编队传感器的管理与控制架构、信息管理、任务规划,以及任务冲突消解管理技术的研究,阐述了海上编队传感器管理技术,以提升海上编队对目标的发现、跟踪与识别能力。

异构MAS下反导作战多传感器任务规划分层决策框架

综合利用多维传感器平台的资源互补优势进行协同探测和跟踪是反导作战的重要问题和难点。为提高传感器任务规划的效能,针对观测资源的异构性和任务的阶段性、动态性,引入任务共同体概念,剖析了反导作战多传感器任务规划问题的本质,形式化定了任务共同体下的行为准则和执行能力;在分析和建立的异构多Agent系统(multi-agent system,MAS)多传感器任务规划体系的基础上,深入探讨了集中式规划和分布式动态调整下的分层决策框架和求解方法,并通过仿真实验验证了所构建分层决策框架的有效性和合理性。

多无人机系统任务管理研究

针对多无人机系统多目标、多传感任务的复杂管理问题,构建了多无人机系统的任务管理框架。首先采用任务状态与目标相结合的方法生成任务元(目标任务状态),以任务元作为多无人机任务管理的研究对象,简化了系统的复杂性;然后创建了任务元生成与有效性判断方法;最后采用基于主客观偏好值离差最小化的多属性决策方法,解决了任务元优先权排序问题。通过对多无人机任务管理系统的构建与理论分析,这种基于任务元的任务管理方法能有效降低系统任务管理的复杂度,便于指挥员对任务的有效决策及管理,该任务管理框架不仅能够解决多无人机系统任务管理问题,对于其他领域的对象管理也具有推广价值。

多通道解耦事件触发机制及其在光电传感网络中的应用

针对传感器网络融合估计中由能量受限引发的通信资源受限问题,提出了一种基于多通道解耦的事件触发量测传输机制.单独设计各传感器输出分量的事件触发条件并给出了估计算法误差有界性的条件,在保证融合估计精度的同时,可一定程度上降低传感器网络数据传输量.与现有三种方法的对比仿真结果以及火力控制系统中的光电传感网络实例,表明了所提算法的有效性和工程应用的可行性.

反导作战多传感器任务规划技术

多传感器任务规划技术是反导作战中的重要研究内容之一,即解决如何发挥多维传感器资源的互补优势,构建"传感器-目标-任务"序列,以实现整体执行效果最优。基于JDL信息融合模型深入剖析了反导作战多传感器任务规划体系结构及其信息交互。在此基础上,结合反导作战特点,从应用和理论研究两个方面分别对多传感器任务规划技术进行了叙述。

TRMM卫星和全球降雨观测计划GPM及其应用

全球变暖和气候变化影响全球水循环,从而导致异常天气,如频繁的大雨和干旱。热带降雨观测卫星TRMM和全球降雨观测计划GPM是进行全球尺度的降雨观测的国际卫星观测计划,对全球变化研究具有很大作用。首先介绍了热带降雨观测卫星TRMM的概况及其5个有效载荷,即降雨雷达、可见/红外扫描仪、微波成像仪、云和地球辐射能量探测器以及闪电成像仪;接着介绍了即将于2007年发射的全球降雨观测计划GPM;最后介绍了TRMM卫星的应用。

基于偏好度的多传感器任务管理研究

任务管理是多传感器管理的一个重要组成部分,是其他管理模块的基础;以目标为研究对象制约了复杂系统传感器管理的研究,而以目标任务状态对应的子任务为对象却能使复杂系统简单化;以空中M 4系统为背景,首先提出子任务的生成原则,然后按照不同层次规划子任务优先权集合,并采用主客观离差最小化多属性决策方法建立子任务优先权;最后在仿真试验中,验证了该方法的合理有效性。

TRMM/GPM和StageⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估

以地面观测降水作为参照,在美国俄克拉荷马州Little Washita River流域,对比分析了TRMM 3B42 V7,GPM-IMERG卫星降水和StageⅣ雷达降水的精度,并用这3种降水产品驱动CREST分布式水文模型,评估了其水文模拟效用.研究表明:3种降水产品与地面降水的相关系数均大于0.5,通过了0.05置信水平检验;GPM-IMERG和TRMM 3B42 V7卫星降水对无雨和微雨存在低估,对大雨和暴雨存在高估;总体上,StageⅣ降水精度最好,其次GPM降水精度优于TRMM 3B42 V7.在水文模拟效用评估中,设定相同率定期,分别使用3种降水产品率定CREST模型参数,得到率定参数集后,在相同验证期对流域日径流过程进行模拟.对比结果表明:StageⅣ雷达降水在小流域水文模拟中效果最好,GPM-IMERG次之,TRMM 3B42 V7模拟效果不理想.

PVDF传感器和WSN的振动信号测量系统

为了满足振动传感器阵列对多点信号实时传输的要求,研制了一种基于压电薄膜(PVDF)传感器以及无线传输的振动信号测量系统。该系统包含振动信号采集模块及主控单元,前者集成了振动信号调理电路、ATmega8A微处理器以及nRF24L01无线传输模块,用于采集来自PVDF传感器的振动信号以及实现信号调理和无线传输功能;后者包括Cortex-M3微控制器、SD卡和无线接收模块,用于实现传感器数据的接收和存储。实验结果表明,本系统能够实现准确的振动信号测量以及实时、可靠的数据传输。

准全球陆表干旱严重程度的多传感器遥感监测方法研究

在全球气候变暖的背景下,持续的干旱事件将对生态系统和人类社会产生不利影响。尽管存在多源卫星遥感资料及多种干旱指数,然而区域和全球尺度干旱事件的监测仍具有挑战。采用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)数据量化降水异常、MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和陆表温度(Land Surface Temperature,LST)数据表征植被生长异常,构建了一种兼顾降水异常和植被生长状况异常的多传感器陆表干旱严重程度指数(Multi-sensors Drought Severity Index,MDSI)。结果表明:MDSI能够准确检测准全球范围(50°S～50°N,0°～180°～0°)的气象干旱事件,如亚马逊流域2005和2010年干旱、中国川渝地区2006年干旱、中国云南2010年干旱、非洲东部2011年干旱、2012年美国中部干旱等;MDSI与PDSI(Palmer Drought Severity Index)呈现出大致相同的干湿空间格局,并且MDSI有助于湿润地区干旱程度的检测。

基于多任务的海上跨平台自主传感网最大流改进模型及求解

针对海上跨平台自主传感网有效信息分发共享最大流量任务需求,综合考虑分布式网络化、信息容量、多层级多信道、多任务等约束条件,以流量优控为目标,依据海上跨平台自主传感网的图论特性,提出了基于多任务的网络拓扑控制准则和拓扑动态控制策略。建立基于多任务的网络最大流改进模型,进行拓扑动态预估。设计了求解算法并分析了算法复杂度。通过仿真案例验证了该模型和算法的适用性和有效性。

ASTRODⅠ计划的惯性检测传感器研究

本文总结了ASTROD Ⅰ计划的惯性检测传感器研制的需求分析,对空间静电悬浮惯性检测传感器的工作原理进行简要叙述。一个扭摆被构建用来开展ASTROD Ⅰ惯性检测传感器的地面实验研究,目前已经完成扭摆扭转方向的静电检测和控制,其扭转力矩检测水平在1mHz到0.5Hz频带内达到2×10^(-11)N m Hz^(-1/2)。

基于多传感器数据融合的微下击暴流感知

针对微下击暴流的风场特性和几种任务传感器的探测原理,研究基于多传感器数据融合的微下击暴流感知和威胁评估方案.采用扩展卡尔曼滤波的方法建立微下击暴流的解析模型,提出改进的迭代算法实现数据融合并降低参数估计的计算量,依照所建模型进行威胁度评估.仿真实例中选用前视红外(FLIR)和激光雷达(Lidar)探测的风速数据对方案进行验证,并计算F因子,评估其威胁度.