网络化弹药的临时集中控制轮询时分多址协议

基于时分多址的介质接入控制协议是武器装备实现网络化的常见方式。针对传统时分多址协议难以满足网络化弹药通信灵活性和低功耗的要求,设计实现了一种临时集中控制,优化调度的轮询时分多址协议。通过集中控制的方式避免了多节点时间同步的复杂算法,通过实时地信息采集自适应地控制时间帧长度。实验结果表明,该协议代码量和通信开销小,在多变的通信需求下具有较好的灵活性,网络拓扑具有较好的扩展性,并符合网络化弹药低功耗的要求。

基于模糊逻辑的交互式多模型网络化弹药多节点目标跟踪算法

针对地面网络化弹药系统多节点目标跟踪问题,提出了基于模糊逻辑的交互式多模型(FL-IMM)多节点目标跟踪算法。在多模型交互输出阶段,利用测量误差协方差矩阵的理论值与估计值之间的差值自适应调整测量误差方差;在多节点融合阶段,建立模糊融合系统(FFS)将来自不同节点的目标状态估计数据融合,进而得到网络目标状态估计。通过一个具有3个主探测节点的网络验证了该算法的可行性。实验结果表明,该算法在传感器失效、系统测量误差未知等情况下仍能很好地跟踪机动目标;该算法在地面网络化弹药多节点目标跟踪方面具有较大的实用性。

适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议

为解决地面网络化弹药MAC协议对弹药网络的功耗和传输时延的重大影响.提出了一种适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议.结合基于竞争和分配的协议特点,根据传输时间估计和业务量选择不同的接入方式,避免了碰撞和信道浪费;通过时隙复用降低端到端时延;通过无关节点睡眠降低占空比和网络功耗.仿真表明,与传统的基于竞争机制和基于TDMA机制的协议相比,该协议在吞吐量、端到端时延和功耗等方面均具有较好的性能.

基于GIE-DOL的地面网络化弹药自定位算法

为解决传统自定位算法在精度和复杂度上不能适应地面网络化弹药的问题,研究了三边测量法的影响因素.推导误差公式,明确了误差由节点几何关系和测距误差共同影响.提出几何影响因子和定位距离偏差描述其影响程度,并对信标节点组合进行评价和筛选,加权计算坐标.仿真结果表明,该算法最小化了不利因素的影响,有效地提高了定位精度,对测距误差具有较好的鲁棒性,同时该算法在弹药节点分布密集和松散的条件下均有较好的效果.

网络化弹药系统中基于IMM算法的轨迹跟踪

网络化弹药系统是一种基于先进的无线传感器网络技术与现代智能弹药概念提出的一种弹药系统。为了实现网络化弹药系统中目标跟踪的任务,文中研究了将交互式多模型(interacting multiple model,IMM)滤波算法应用于网络化弹药系统实现对目标的轨迹跟踪,分别建立匀速拐弯运动以及匀速运动模型,目标在不同时刻遵循不同运动模型,利用IMM算法对探测到的目标进行跟踪建模,通过仿真分析,IMM算法跟踪效果良好,精度远高于最小二乘法。

网络化弹药协同作战效能研究

首先分析了网络化弹药协同作战的过程,提出了网络化弹药作战效能的评估方法及定义,并对影响作战效能的因素进行了分析。针对作战方案在实战或仿真推演过程中反映战场态势等方面的特征,相应地提出了网络化弹药作战的效能指标:目标识别率、目标杀伤率、假目标攻击率、效费比,然后利用作战仿真法,验证了不同影响因素下协同作战和非协同作战的效能。仿真结果表明了网络化弹药协同作战具有较高的作战效能。

网络化弹药系统设计实现

为了实现弹药系统的网络化,阐述了网络化弹药的工作流程,分析了时分多址通信协议下时隙分配法和轮询法的原理、困难和优缺点,结合微控制器和无线通信芯片完成了硬件原理设计和物理实现,通过Matlab语言设计了Windows操作系统下的图形化控制界面。经实验验证,网络化弹药系统符合功能要求,通信协议逻辑简单、可靠,无数据收发时处于低功耗模式,硬件模块化,扩展性好,适用于长期值守的网络化弹药系统。

网络化弹药终端系统设计

为了提高网络化弹药系统的人机交互性,应用MATLAB GUI设计了上位机人机交互软件。实现了上位机与网络间的通信,数据保存,节点分布图形化输出,节点通信状态显示等功能。在数据传输中,应用数据压缩技术将卫星定位数据压缩,在上位机解压,使网络中的数据量减少了近67%。通过一个具有9个节点的网络验证了软件的实用性与可靠性。并证明了应用MATLAB GUI可以较好的满足网络化弹药终端系统设计的要求。

基于令牌和测距的网络化弹药定位方法

针对网络化弹药节点组网自定位的需求,提出了基于令牌的信道接入方法,该方法采用令牌传递控制网络化弹药节点的信道接入,可以解决网络化弹药所关注的信道利用率低的问题,且各节点间不需要时钟同步,有效地提高了组网速度.提出采用双边对等的信号传播时延测距方法为原理的网络化弹药自定位方法,该测距方法原理简单且同样不需要时钟同步,并消除了内部时间基准漂移对测距造成的影响,较高的测距精度保证了节点的自定位精度.实验结果表明,此方法可有效地提高网络化弹药的组网速度,相对定位精度满足网络化弹药定位需求.

网络化弹药起爆控制半实物仿真测试方法

针对网络化弹药起爆控制功能靶场测试成本高、可重复性差等问题,提出一种基于QualNet仿真平台的网络化弹药动态起爆控制半实物仿真测试方法。基于该测试方法架构,设计了联通真实网络与仿真网络的半实物交互接口,实现了实物原理样机与网络化弹药仿真模型间的实时数据交互;开发了安全系统动态运行监控软件,通过该界面指挥中心可对弹药节点进行远程动态控制与状态信息监测;为保证控制指令等数据报文的可靠实时传输,定义了监控软件与安全起爆控制模块间的应用层通信协议;对网络化弹药远程解保、远程动态起爆控制功能及半实物交互接口时延进行了测试。研究结果表明:该测试方法不仅具有较强的可行性和有效性,而且具有良好的实时性。

网络化弹药系统中基于IMM算法的轨迹跟踪

根据目标运动的实际情况，建立了二维匀速拐弯运动和匀速运动模型，并利用IMM（interacting multiple model IMM）算法对上述两种模型建立实时跟踪的仿真计算模型，通过MATLAB软件进行仿真计算，结果表明IMM算法的跟踪精度高于最小二乘法的跟踪精度。