不确定环境下潜艇综合防御鱼雷的作战决策分析与优化方法

针对潜艇综合防御决策时存在的目标类型不明、目标运动信息解算不明、对抗环境信息不明3类信息不确定问题,构建基于不确定信息的潜艇防御鱼雷组合优化框架,设计基于蒙特卡洛模拟的随机搜索优化模型,采用基于离散边界收缩的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)方法计算局部最优决策。建立战术对抗仿真模型对潜艇防御鱼雷策略进行选择与优化,针对不同鱼雷报警位置和行动策略,以安全余量作为评价标准,综合考虑3类不明条件下使用潜艇转向+定深规避与潜艇转向+使用水声器材防御两种策略,并结合PSO方法与过程仿真分别给出两类策略的选择边界条件及不同作战态势下的决策建议。防御效能分析结果表明:目标解算不收敛是最主要的防御行动影响因素,基于PSO方法的潜艇转向角度决策精度为±10°/20°;在相同的条件下,组合优化框架的决策加速比相比于传统搜索方法达到92~156,相比于并行计算方法达到10~16,在满足决策实时性的基础上可以为潜艇防御鱼雷争取更大的防御决策时间。

舰艇编队协同反潜仿真系统及关键技术研究

针对协同反潜作战系统仿真的需求,提出了一种基于HLA的舰艇/舰载机编队协同反潜仿真系统构建方法,解决了声传播损失建模、多平台多传感器信息融合、基于Petri网的编队协同反潜指挥决策仿真、火箭助飞鱼雷全弹道建模与仿真等关键技术。仿真实验结果表明,所建仿真系统可扩展性强,仿真精度高,满足了典型反潜作战研究的需要,具有实用价值。

基于信息融合的高精度潜艇深度测量方法研究

潜艇深度的测量主要基于海水压力信息 ,通过低通滤波器去掉波浪的影响 ,但降低了潜艇深度的动态测量精度。本文将测得的海水压力信息与潜艇惯导系统测得的垂向加速度信息融合 ,通过理论推导获得潜艇深度的高精度测量方法。通过对中大型潜艇的仿真分析 ,以及对测量精度的分析讨论 ,证明本方法是可行的。

基于多源验前信息的故障检测率Bayes融合评估方法

针对火箭助飞鱼雷测试性考核中产品自然故障很少见,注入故障的人为做法不能完全正确反映出被试品的故障检测率。采用试验多个阶段的信息,利用Bayes方法,基于可信度构建了多源验前信息的加权验前分布和验后分布,融合评估出故障检测率指标值。仿真算例表明该方法的有效性和可行性。

自适应联邦滤波算法在鱼雷多参量导航定位中的应用

针对鱼雷水下航行的特殊性以及组合导航系统中由于量测噪声统计特性的不确定而导致滤波精度降低的问题,提出了一种新的应用于鱼雷导航定位的自适应滤波算法。该算法通过新息自适应量测噪声,在噪声统计特性未知的情况下能进行滤波计算。同时在信息融合时提出一种新的自适应信息分配方法,该方法利用估计的均方误差阵来实时确定各子滤波器的信息分配系数,使信息分配系数能够跟随子滤波器的性能而改变。通过对新算法与标准卡尔曼滤波算法所做的对比仿真试验分析,结果表明,该自适应联邦滤波算法在鱼雷多参量自适应联邦滤波导航定位应用中的有效性。

雷艇信息融合的若干问题

探讨线导鱼雷与潜艇通过线导通道进行信息融合的若干实际问题,包括融合结构、雷上传感器数据关联、雷艇数据与航迹关联、雷艇数据与航迹综合、身份信息融合、传感器管理等。指出雷艇信息融合在这些方面存在的特殊性,提出解决问题的一些基本思路。

基于验前信息可信度的鱼雷实航工作可靠度Bayes融合评估方法

针对火箭助飞鱼雷作战效能中实航工作可靠度这一指标的考核,存在着试验样本数少、风险高等缺陷,不利于对该指标作出正确的评估。为此,借鉴战术导弹鉴定试验技术,使用验前信息进行指标融合评估,但为防止大量的验前信息"淹没"现场试验信息的可能性,提出了基于验前信息可信度的后验加权Bayes融合评估的鱼雷实航工作可靠度指标考核方法,该方法能够较真实地评估出鱼雷实航工作可靠度指标。

基于证据理论的水声多目标优选方法

针对水声复杂对抗环境下,诱饵与潜艇并存较难通过频谱分析进行辨识的问题,提出了在跟踪过程中,结合目标声学特征与运动特征信息来对目标进行优选并通过证据理论实现该方法。通过对水声目标属性的研究给出了优选所需的相关属性,对各属性特征进行建模,提出了各属性的隶属度的计算方法,分别进行声学属性和运动属性的融合,最后进行声学属性与运动属性的加权融合实现算法。离散仿真和按照对抗策略动态仿真实验结果表明,该方法可有效对水声目标进行优选。

基于目标特征信息融合的潜艇目标识别系统

结合水下目标运动状态估计和目标声特征提取的关键技术,提出了基于目标运动状态特征和声特征信息融合的潜艇目标识别基本原理。首先,采用双通道Power-law水声瞬态信号检测方法和LMS自适应时延估计算法,建立了基于方位时延的目标运动状态跟踪的数学模型,并采用EKF算法实现了水下目标运动状态估计;其次,建立了提取潜艇典型不变声特征的原理模型;最后,提出基于多目标特征信息融合的结构模型,为潜艇目标识别系统的发展奠定了理论基础。

多模型自适应联邦卡尔曼滤波及其在鱼雷导航定位中的应用

针对复杂环境所引起的鱼雷组合导航系统模型参数变化导致传统单一固定参数滤波器精度降低的问题,设计了一种适用于复杂情况的多模型自适应联邦卡尔曼滤波器。该滤波器采用多模自适应联邦滤波算法,利用多模型滤波器参数来逼近系统的动态性能,该滤波器同时采用了在信息融合时自适应调整信息分配系数的方法。实验室导航试验结果表明,文中设计的多模自适应联邦卡尔曼滤波器可以大大提高导航定位系统的估计精度、跟踪速度以及稳定性。

未来机载火控系统研发中几项值得关注的技术

介绍了未来机载火控系统几项较有发展前景、具有重要意义的技术,包括信息融合、激光探潜(雷)、定向能武器火力控制、指挥与控制等。重点介绍这些技术的概念、用途、发展现状、战术意义和需要解决的关键技术。

一种可用于鱼雷导引的高冲突数据融合处理方法

目标释放诱饵等对抗装备对鱼雷武器实施干扰、诱骗等可增加其逃生的机会,精确制导及智能识别技术仍将是鱼雷制导技术发展的方向之一。鱼雷的精确制导及智能识别技术需要以传感器获取目标不同的特征数据或同性周期数据为判断,并将这些数据融合。论文针对处理多信息源数据高度冲突时的问题,提出了一种改进的数据合成方法。该方法可应用于鱼雷目标识别时数据高冲突的处理,减小识别结果的不确定性。

雷艇信息融合技术

多传感器融合是一个涉及到信息科学、计算机科学、自动化化科学的复合型学科,是一个正处于发展中的研究方向。在讨论了多传感器信息融合的基础上,对其关键技术进行了进一步的讨论。并探讨了线导鱼雷与潜艇通过线导通道进行信息融合的若干实际问题,指出雷艇信息融合在这方面存在的特殊性,并展望了其应用前景。

基于神经网络及证据理论的CGF搜潜策略改进

针对目前多计算机生成兵力(Computer Generated Force,CGF)协同反潜中无法充分利用战场信息实现CGF搜潜策略优化的问题,在CGF间可有效实现信息交互的前提下,将信息融合技术引入到反潜作战仿真中;利用BP(Back Propagation)人工神经网络获取证据信息的基本置信分配,通过改进的D-S(Dempster-Shafer)证据理论对反潜CGF获取的信息进行综合,以此改进反潜CGF的移动策略。仿真实验表明,在反潜CGF搜潜过程中引入人工神经网络和信息融合技术,可有效提高CGF搜潜的成功率。

对雷艇信息融合的几点认识

雷艇信息融合是潜艇武器装备发展所引申出的新课题,也是一个对信息化条件下潜艇作战有着特殊意义的研究课题。对有关雷艇信息融合的几个全局性问题进行了探讨,包括它与一般军事多源监视融合系统相比所具有的特殊性、它的典型运用场合和模式以及影响其发展和运用的关键技术等。进而给出了对雷艇信息融合的基本评价,并对相关技术开发涉及到的一些原则问题进行了梳理。

网络鱼雷组合导航信息融合技术仿真

为了满足网络鱼雷导航系统长时间高精度导航定位的需求,确保导航系统具有高容错性,提出了一种基于信息融合技术的惯性导航系统(INS)/多普勒测速系统(DVS)/全球定位系统(GPS)联邦滤波器组合导航方案,建立了INS/DVS、INS/GPS以及INS/DVS/GPS系统方程和量测方程,通过采用无反馈重置联邦滤波器,对不同组合导航模式下的多信息融合进行研究,以满足网络鱼雷导航的精度需求。仿真结果表明,所设计的无反馈重置联邦滤波器效果明显,大大降低了各个导航参数的误差,达到网络鱼雷水下远程组合导航的高精度要求,可为网络鱼雷精度导航定位和安全回收提供参考。

基于假设检验思想的雷艇信息关联技术

线导鱼雷可作为潜艇平台的前出传感器,通过雷艇信息融合改善态势感知和鱼雷反对抗能力。讨论了雷艇信息融合国外研究现状,对雷艇探测多目标关联算法进行了重点研究,提出了一种基于假设检验的雷艇信息关联技术,通过充分利用雷艇探测目标的空间、时间分布特性对不可能假设进行剔除,克服了关联问题中的NP难题,仿真结果表明了算法在关联方面的良好性能。

D-S证据理论在潜艇威胁判断中的应用

简要介绍了潜艇威胁判断原理和D-S证据推理基本思想。针对潜艇水下收集目标信息的特点,引入了D-S证据推理系统分析了潜艇威胁判断中的两个关键性环节。判断目标发现本艇与否、判断目标可能采取的攻防决策问题,在把不确定推理应用于潜艇威胁判断研究上作了初步尝试。

基于多源信息融合的潜艇目标识别方法研究

提出一种基于多信息源的潜艇目标识别系统原理模型 ,介绍了证据理论在潜艇目标识别中的应用方法 ,给出了针对潜艇装备情况 ,建立各种识别信息源的方法 ,初步探讨了该识别系统的实现方法 ,并给出了有效的决策规则 。

尾流+声自导联合导引对抗水面舰船规避机动

文中分析了水面舰船机动规避尾流自导鱼雷的防御策略,提出了尾流+声自导联合对抗变向变速水面舰船的导引方法,建立了尾流+声自导联合导引方式的使用原则,并进行了弹道仿真验证。结果表明,采取尾流自导与声自导信息融合的方法,可有效对抗水面舰船的机动规避防御策略,从而提高尾流自导鱼雷打击变向变速水面舰船的能力。