量子信息技术在未来电子对抗中的前景展望

量子信息技术飞速发展,已成为研究热点,并逐步走向未来战场应用,可极大改变敌我战场态势,威胁我方电子对抗装备系统作战效能。为应对量子信息技术带来的安全威胁以及算力威胁,全面提升我国电子对抗装备具备远程精确化、智能自动化、隐身无人化等特点,是未来重点研究领域,关系着未来战场走向。文章结合量子技术特点,重点分析了量子测量、量子雷达探测以及量子保密通信等量子信息技术国内外发展现状,以及该技术对现代电子对抗应用的潜在影响,并提出量子信息技术与电子对抗技术融合发展思路,构想量子信息技术在电子对抗装备领域应用的模式,并对未来“量子-电子对抗”技术进行前景展望,努力争夺未来量子-电子领域制高点。

改进加权质心算法的集群协同定位理论研究

无人机集群定位信息的获取对于路径规划、探测、制导和协同控制等均具有重要意义,当前通常使用的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)定位易受到干扰和欺骗的影响而处于拒止状态,基于机间数据链的协同定位的用途日益凸显。目前缺少获得一致认同的在精度和计算量之间获得较好平衡的协同定位算法,针对这一问题,对研究GNSS拒止下基于机间测距的无人机集群协同定位方法进行了简要介绍。搭建集群无人机协同定位分散融合定位架构,针对GNSS拒止下集群无人机定位性能无法定量评估问题,建立集群协同定位精度定量评估模型,构建出典型任务场景下的无人机飞行轨迹和各历元的机间测距信息。通过仿真试验,利用包括加权质心算法、最小二乘法和网格法在内的多种算法解算得到无人机集群的相对位置信息,评估设定的典型场景下3种定位方法定位性能,解决GNSS拒止下集群无人机定位误差快速发散的问题。仿真结果表明,加权质心算法性价比最高,研究结论可为无人机集群定位提供一定的指导和帮助。

从杀伤链看无人智能装备在俄乌冲突中的运用

俄乌冲突是无人智能装备自研发列装以来运用最为广泛的一次局部冲突。在此次冲突中出现的各型无人智能装备给传统的杀伤链带来了一系列的变动与挑战。为研究无人智能装备在俄乌冲突中的作战运用及对杀伤链的影响,根据公开报道信息从杀伤链的角度对丰富杀伤链感知节点可选项、降低杀伤链杀伤成本和缩短杀伤链闭环时间三个方面分析了无人智能装备在俄乌冲突中的运用情况和特点。基于俄乌双方无人智能装备运用的经验教训,提出了无人智能装备发展的启示与建议。

基于“OODA环”优化的卫星导航定位安全与对抗应用研究

卫星导航定位设备的“生存”环境日益复杂、严峻,各类电子对抗、干扰欺骗十分激烈,人为干扰已成为卫星导航定位安全与对抗的重点。针对传统手段无法有效应对干扰复杂性、全面性、系统性的不足,本文在分析“OODA环”理论和实践转化的基础上,结合复杂环境下“干扰-抗干扰”的整体对抗过程,优化“OODA环”运行,将其与卫星导航定位安全与对抗应用进行耦合,提出基于“环境感知-筛选隔离-检测识别-效能评估-策略规划-对抗反制-回访反馈-再感知”的卫星导航定位安全与对抗不定向循环链路,并对拓展、映射的七个环节及关键技术进行分析、论证。通过引入“循环”和“不定向”两个概念,不仅实现了周期性外循环和部分环节内循环的嵌套迭代和导向性传输的运行机制;而且优化了内循环的自由度,使得各环节互联且独立、循环但不定向,有效增强了卫星导航定位安全与对抗的鲁棒性。本文的设计思路可加快实现循环链路的动态闭环,提高对抗的整体效能,在实践应用和技术论证中具有一定的参考价值。

卫星导航定位欺骗式干扰对抗思路及策略研究

欺骗式干扰对卫星导航定位的威胁与日俱增,已成为作战中的主要干扰样式,亟需开展对抗研究。结合欺骗式干扰的类别和典型案例,从技术层面深入分析了欺骗式干扰实现的方法途径,指出同频入侵、修改信号参数是其实施攻击的2个必然要素。针对同频入侵,创新引入宽窄巷组合技术实现定频向变频转换,创造虚拟的拍频信号规避干扰影响;再针对修改信号参数的攻击点,提出在宽窄巷组合基础上耦合载波相位差分思想,通过单差、双差判别剔除干扰,增强抗干扰效能。以此构建欺骗式干扰总体对抗思路,分别设计了基于卫星接收机自身、地面基准站辅助、双天线测量、不同卫星间多频信号等四种对抗架构,并对具体策略进行了推导论证。同时,结合四种架构特点,对各自的应用场景和效能进行了分析和评估。研究成果可为欺骗式干扰对抗提供一种新颖的思路,对相关工程应用具有一定的参考价值。

一种通用型多通道高码速率机载RS422总线信号采集板设计

针对目前机载RS422总线信号采集过程中出现的多通道、高码速率、非标准波特率等信号特点,设计了一种8通道高码速率机载RS422总线信号采集板,该型采集板通用性强,可满足地面或空中多种采集环境下的RS422总线信号数据采集。采集板可通过上位机配置板卡各通道参数,实现了多通道任意波特率(20Mbps以内)下机载RS422总线信号数据的同步模式采集传输和异步模式采集传输,数据帧可支持数据启停位、校验位、数据帧协议的编程配置,最高支持8通道20Mbps机载RS422总线信号数据同步模式或异步模式的采集传输,为现行新机试飞过程中机载RS422总线信号数据的采集传输提供了硬件支撑。

新一代靶机系统发展研究

靶机建设规划应紧跟未来空中威胁发展动向,聚焦未来典型威胁目标特性和作战模式,实现逼真模拟。针对美欧下一代战斗机、无人协同作战飞机等未来空中威胁,分析研究了新一代靶机系统的发展方向和典型特征,提出了靶机模拟对象将拓展至无人机领域、靶试应用将趋向编队协同供靶等新观点;围绕未来靶试任务需求,探究了新一代靶机系统应具备的关键能力。

机载光电告警典型装备发展分析

机载光电告警装备的运用是在复杂电磁环境下提升飞机平台生存能力的重要措施,是机载平台末端对抗的关键基础。本文分析了国外机载光电告警的典型装备与研制情况,并基于上述的介绍分析,总结了机载光电告警系统的发展趋势及对我国相关领域研究发展的启示。

基于空间分集的多阵列天线智能切换方法

随着数字信号处理技术的发展,基于数字波束形成(Digital Beamforming,DBF)技术的共形相控阵天线已成为全空域多目标测控的主要解决途径。随着测控站与目标的相对位置变化,共形相控阵中用于接收遥测信号的有效天线阵元会进行切换,切换过程中常常会因切换时延和遥测信号失锁造成数据丢帧现象,致使遥测接收数据不连续。针对全空域多目标系统中对测控目标的连续跟踪测量需求,提出了基于空间分集的数字相控阵天线智能切换策略和信号处理解决方案,给出了天线切换具体实现方法,并对天线切换进行了模拟测试和效果验证,可为数字相控阵全空域多目标跟踪测量提供借鉴思路。

北斗双向授时技术在遥测地面站组网中的应用研究

卫星授时以其安全、可靠、稳定、精准等优势广泛应用于各领域。本文立足遥测地面站对时间的高精度、协同性、实时性、网络化的需求,在简述了几种典型授时技术应用特点的基础上,深入开展了北斗卫星授时技术研究。首先对北斗时间系统的组成,以及单向、双向授时技术优缺点等进行了论证,重点分析了RDSS(Radio Determination Satellite Service,卫星无线电测定业务)双向授时的技术实现、理论推导、误差影响和精度评估等;然后,结合遥测地面站授时现状和需求,提出了遥测地面站组网应用中时统的总体思路,通过三级控制、统一溯源、内外互联、由点到面的模式,构建了“以北斗双向授时为主,NTP(Network Time Protocol,网络时间协议)计算机网络授时为辅”的网络化授时体系,并对遥测地面站组网应用场景和入网策略进行了分析论证。本文研究具有较强的实践性和可行性,可为网络化授时应用提供参考。

基于BLE-LoRa的布撒式自组网火灾报警系统的设计思考

针对不便建立有线网络和使用移动无线网络进行数据通信的场景,介绍了一种基于BLE-LoRa的火灾报警系统设计思路,即通过将多种传感器分散布设于目标场景,再以两种无线电技术接力的方式将目标场景物理量参数传送至控制终端,用于状态监测和报警,并在火灾发生时多个控制终端联动响应,共享报警信息。

基于改进Mask-RCNN方法的地面低空机动目标追踪方法研究

在遥测跟踪应用中,目标在近距离地面或低空阶段的自跟踪较为不稳定,且由于机场地面存在较多相同类型目标,通过标校电视的视频信号进行光学自跟踪易受地面背景及相同类型目标的干扰。据此,文章提出了基于改进Mask-RCNN方法,通过标校电视视频信号识别并跟踪目标。提出了相似数据预训练网络权值、现场选取目标快速修正网络部分权值修正权值的方法,用以解决前期针对该目标训练数据不足的问题;提出了基于目标位置递归最小二乘拟合结果的目标防混淆方法,对Mask-RCNN输出的多个候选目标进行选择以防止相似同类目标同跟踪目标混淆。通过实验证明,该方法对于地面机动目标具有较好的跟踪效果,能够较为有效的提升目标跟踪的扛混淆效果。

静子开缝高度对高负荷两级风扇性能的影响

为了研究静子开缝高度对高负荷风扇性能的影响,根据风扇的流动特点,设计了在第二级静子叶根处开缝的流动控制方案,并提出了多种不同缝隙高度的静子开缝方案,通过计算对采取各种方案下的流场进行了分析。研究表明,缝隙射流可阻断静子吸力面气流的径向流动,吹除缝隙出口后的低速气流,从而达到扩稳的目的,设计转速下方案A的风扇稳定工作范围扩大了7.1%;在不同工况下静子开缝对角区气流分离和流动损失均有一定的控制效果,而在堵塞工况下,由于静子通道内流动分离较小,开缝射流的优点没有得到充分体现;在所研究的范围内,当开缝高度较低时,缝隙射流对角区分离和流动损失的控制能力较弱,而开缝高度的增加对控制叶根角区气流分离有利,对控制较大叶高处吸力面的气流分离不利。

涡流发生器对高负荷压气机叶栅角区分离影响的实验研究

涡流发生器能有效控制叶栅通道内的流动分离。为探明涡流发生器对高负荷压气机叶栅角区分离的控制效果,设计了不同周向位置的涡流发生器并进行实验。实验结果表明:涡流发生器通过其产生的尾涡改变通道内的旋涡结构,加强端壁区的低能流体与主流的掺混,抑制角区分离的形成进而达到了改善流动的效果。相对于原型叶栅,在-3°~3°迎角下加入涡流发生器后损失系数降低了5%~14%,气流转折角提高2.49°~3.15°。相对于方案A,涡流发生器远离吸力面0.15倍栅距时,角涡强度增强,气动性能下降;反之,接近吸力面0.15倍栅距时会增加角区额外损失,其流动控制效果较差。

基于支持向量机的机载吊舱故障诊断优化算法

提升机载吊舱的后勤保障能力,适应吊舱测试中多型号、多故障类型和测试环境动态变化的测试要求,是打赢现代化战争的重要保障;支持向量机(SVM)算法适用于小样本、高维度、非线性分类问题,SVM相关参数是影响算法性能的重要因素;基于KCV算法和粒子群算法两种改进的SVM模型可以实现SVM参数优化,K-CV算法可以交叉验证优化模型参数,粒子群算法可以对SVM参数进行动态寻优,建立多核SVM吊舱故障诊断模型;两种算法都可以提高吊舱故障诊断模型的准确率,提高模型的学习能力和泛化能力,有效对吊舱的故障进行定量和定位诊断。

基于小波分析和多模融合的外弹道估计算法

在外弹道数据处理中,奇异点处理、特征点求取与随机误差削弱都是精度估计的关键环节.本文首先利用小波变换在处理奇异点、特征点、噪声消除方面的优势,对观测数据进行基于小波变换的分解、融合、重构处理,剔除奇异点,查找特征点,削弱随机误差.其次利用节点自由分布B样条描述导弹运动轨迹,使该弹道确定方法转化为关于求解导弹轨道样条表示参数和测量系统误差的多模融合的非线性优化问题,采用非线性最优化方法,进而得到待估参数的最优估计,完成弹道的最佳逼近.仿真结果表明,该技术应用在奇异点处理、特征点提取与随机误差削弱方面效果较好,多模融合算法能减少计算量,且能切实提高参数估计精度.

基于捷联惯导姿态的外测跟踪部位修正方法

为在外测数据处理中获取更高精度目标部位修正结果,解决已知目标几何尺寸难以精确修正的问题,提出采用捷联惯导系统姿态修正跟踪部位的方法.根据捷联惯导系统遥测四元数信息计算姿态旋转矩阵,利用外测处理中各个参照坐标系的相互关系,修正垂线偏差的影响,实现跟踪部位位置参数保精度修正.通过测试场景仿真计算,与常用速度矢量修正法进行比较、验证,结果表明姿态修正方法精确可行、结果正确,满足数据处理的精度要求和结果评定需要.

机载火控雷达的射频隐身与电磁机动

借鉴电磁机动战思想,从电磁作战环境中机载有源相控阵火控雷达与对方电子侦察系统机动对抗的视角,分析了机载雷达射频隐身与电磁机动的含义,探讨了机载雷达射频隐身的电磁机动敏捷性、电磁机动信息熵。在此基础上,总结了空战电磁环境中,机载雷达射频隐身的“最小时间”、“最小功率”和“最大信号不确定性”3种电磁机动策略,以及对应的电磁机动工作方式。运用电磁机动战研究机载雷达射频隐身问题,拓展了机载雷达电磁作战研究的视野及思路,提出了有应用价值的机载雷达电磁机动策略和工作方式。

基于托管可扩展框架的武器试验数据计算平台

针对武器装备试验事后数据处理所需的高性能计算平台和算法集成问题,建立数据处理计算的业务模型。将数据处理计算步骤抽象为细粒度的算法实现,提出算法组件化设计的方法、分类,以及基于托管可扩展框架的计算平台架构。构建适用于云计算部署模式的武器试验数据计算平台。应用结果表明,该计算平台实现了各专业算法组件的集成和海量试验数据的高性能计算,具有算法流程可视化编排、计算流程自动化执行等优点,提升了数据处理效率,达到了预期的目的。

美军武器装备作战需求生成机制分析与思考

主要介绍了美军武器装备作战需求生成机制,对比分析了我国在武器装备作战需求生成机制方面的问题,运用系统工程化的思想对武器装备作战需求生成问题进行了探讨,对我国建立装备需求生成机制提出启示建议。