舰艇编队近程警戒舰阵位配置模型与仿真

在海上作战中,通常利用警戒舰来执行近程防御任务以实现编队防御和掩护核心舰,因此近程警戒舰的阵位配置理论研究具有重要的军事意义.达成掩护核心舰的任务是近程警戒舰阵位配置理论研究的逻辑起点和基本原则,根据近程警戒舰的任务,提出了阵位配置的约束要求,针对航海安全、通信、导航、防空、防潜等影响因素,运用解析法建立了警戒舰的阵位配置模型,并为兼顾防空与防潜确定了警戒舰的配置原则.仿真结果表明,验证方法实用、可行,可为舰艇编队近程警戒舰的配置提供了理论参考依据.     

航渡中航母编队基于区域防御警戒舰阵位配置

研究航母安全防御优化问题,航母编队在航渡中,通常利用警戒舰探测距离远的优势前出一定距离执行区域防御任务,以提高航母编队防御的纵深.基于区域防御防空与防潜的任务,提出了警戒舰配置的基本要求,针对防空和防潜两种情 况,运用解析法分别建立了警戒舰的阵位配置模型;为了兼顾防空与防潜两种情况,确定了警戒舰的配置原则.在此基础上,通过合理的想定,进行仿真计算分析验证.结果表明,提出的方法具有实用性和可行性,为航母编队区域防御警戒舰阵位的配置提供了参考依据.     

基于潜艇先验航向信息的编队应召搜索研究

应召反潜是水面舰艇编队常用的反潜方式之一，现阶段研究的应召反潜方法多是在已知敌潜艇先验位置信息条件下的对潜搜索方法，而对于某些特定条件下的对潜搜索不具有普适性。在研究水面舰艇编队平行应召反潜的基础上，建立了潜艇初始位置和概略航向已知、航速未知条件下的水面舰艇编队对潜搜索概率基本模型，并进行了仿真评估。通过Matlab仿真，给出了水面舰艇数量、接敌速度、搜索速度和潜艇机动速度等因素对搜索概率的影响关系，为水面舰艇编队反潜作战提供了理论依据和技术支撑。     

舰机协同下多基地声纳阵应召搜潜效能研究

针对传统单基地声纳搜潜难以满足反潜作战要求的问题,提出了一种拖曳声纳与反潜直升机布放浮标阵联合起来形成多基地声纳搜潜的方法。结合舰机实际运动特点,建立舰艇运动模型与直升机布放圆形、方形、三角形被动浮标阵模型。采用Monte Carlo方法,对搜潜概率进行仿真,比较多基地与非多基地声纳的搜潜概率,并分析不同的初始条件对搜潜概率的影响。仿真结果表明,多基地声纳搜潜概率高于非多基地声纳,圆形多基地阵搜潜效能相对最佳,三种阵型的搜潜概率随着初始距离、初始位置分布、航速均值的增大而减小,并能针对不同搜潜要求与实际作战条件选择合适的布放半径和被动浮标布放个数。提出的方法适用于一定距离范围内的应召搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义。     

基于改进遗传算法的舰空导弹火力优化仿真

针对严峻的空中威胁,快速合理的进行火力分配,充分发挥舰空导弹作战效能,为了最大限度的保护水面舰艇安全。在分析现代水面舰艇编队防空作战过程的基础上,结合现代水面舰艇编队防空的基本原则,运用改进的遗传算法建立了水面舰艇舰空导弹火力优化配置模型。使算法通过合理可信的目标函数、十进制编码、控制初始种群个体距离、重复度防畸判断和统一优选产生子代策略,保证了产生个体的有效性,提高了搜索质量,加快了搜索速度。最后,通过两个实例进行了仿真实验和结果分析,结果证明：算法可以快速有效地进行舰空导弹的火力分配,可以解决复杂防空态势,搜索结果可信度高,实用性强。     

多舰测向交叉定位系统布局优化方法研究

在航海舰船准确定位的研究中,多舰测向交叉定位是在复杂海战场环境下较为常用的一种被动协同探测方式.参与定位的舰艇布局对测向交叉定位的探测范围和定位精度具有重要影响,应根据作战任务和作战海区地理特点对舰艇布局进行优化.舰艇布局涉及了舰艇数量、舰艇间距和编队队形三个方面因素,如何进行合理配置是舰艇布局优化的难点问题.建立了多舰测向交叉定位误差的数学模型,对不同布局条件下的测向交叉定位误差分布进行了仿真.通过仿真结果的对比分析,得出不同定位需求和海区条件下舰艇数量、舰艇间距和编队队形的配置方法,从而实现舰艇定位布局的优化.     

舰空导弹拦截反舰导弹仿真模型研究

在高技术条件下的水面舰艇编队作战中,建立高效的舰空导弹武器系统,成为世界各国海军发展的主流方向。在研究水面舰艇舰空导弹反导效能时发现,原有的模型已不适用于现有导弹,因此首先对舰空导弹拦截反舰导弹作战过程进行分析,然后应用离散事件仿真理论,通过实体流图法建立仿真模型,采用事件调度法推进仿真时钟前进,使用概率统计方法对仿真结果进行处理并得出结论。最后文章对模型的适用性进行了分析。     

舰载直升机对潜防御性应召搜索仿真分析

研究潜防搜索优化问题,吊放声纳和声纳浮标是舰载直升机对潜搜索的主要手段,但在搜索的过程中存在着因搜索面积大导致兵力需求多和如何协同使用才能达到最优搜索效果等问题。针对舰载直升机吊放声纳和声纳浮标在搜潜中的协同,由于水面舰艇在航渡中受到潜艇威胁,提出了一种舰载直升机对潜防御性应召搜索的方法,通过建立潜艇对水面舰艇威胁航向的模型和仿真分析,能够有效缩小舰载直升机应召搜索的范围;同时,建立了舰载直升机吊放声纳搜索及声纳浮标阵列模型,并对舰载直升机使用吊放声纳和声纳浮标协同搜索进行仿真。仿真结果表明,提高了搜索效率,可为吊放声纳和声纳浮标的作战应用提供重要参考。     

编队舰船对各自拖线阵声纳DOA估计性能的影响

拖船辐射噪声是影响拖曳线列阵声纳探测性能的重要因素。就编队舰船辐射噪声对各自拖曳线列阵声纳采用常规波束形成方法、最小方差无失真响应（Minimum Variance Distortionless Response,MVDR）波束形成方法和盲源分离与MVDR波束形成融合方法时方位估计性能的影响,进行了全面的仿真比较。结果表明,编队舰船噪声对常规波束形成方法、MVDR波束形成方法的影响非常严重,必须采取措施对其进行抑制;而盲源分离与MVDR融合方法则表现出了优越的性能,一定程度上抑制了编队舰船噪声对拖曳线列阵声纳方位估计的影响。     

水面舰艇CGF系统的若干关键技术研究

水面舰艇计算机生成兵力，是海战模拟中的重要环节，是模拟海战场的重要组成部分。通过建立水面舰艇的运动、动力学数学模型，同时建立舰艇上有关情报侦察系统、武器系统的数学模型，实现这些模型的仿真运行，建立水面舰艇CGF，并将该CGF置于战术模拟训练仿真环境中，对于提高战场环境的仿真可信度，提高模拟训练的效果具有重要意义。该文对水面舰艇CGF系统的工作原理、物理模型、智能决策模型等关键技术进行了研究，并给出了水面舰艇CGF系统简化的舰艇机动模型、舰空导弹弹道模型、对空警戒雷达的功能仿真模型。对完善水面舰艇CGF系统，进一步研究海军训练DIS系统有很重要的意义。     

直升机反潜模拟中的吊放声纳系统仿真

吊放声纳系统仿真是直升机反潜作战模拟的关键。分析了吊放声纳发现判决方程、各种搜潜方法的共性特征,在此基础上将探测、发现目标的问题逐步转换成易于求解的数学模型。以单机和单潜作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构。讨论了基于水声资料库、Direct Sound技术、实时3D效果控制,实现音频信号的合成和回放的方法。针对一个合理的数据结构对于有效的数据处理的重要性,将空间矩阵法引入吊声数据处理仿真。运行和使用表明,仿真系统为直升机反潜综合战术模拟训练提供了实用的平台。     

潜射鱼雷攻击水面舰船时的声自导发现概率仿真研究

鱼雷是潜艇攻击水面舰船的主要武器之一，潜艇发射声自导鱼雷攻击水面舰船的过程中，鱼雷的自导装置能否有效发现目标受多种因素的影响，有必要对其声自导装置发现目标的概率进行分析研究。阐述了潜艇使用声自导鱼雷对水面舰船的攻击过程，分析了水面舰船的辐射噪声和声反射强度对鱼雷声自导作用距离的影响，采用蒙特卡洛方法，对声自导鱼雷发现水面舰船的概率进行了仿真分析。仿真结果表明，在设定的仿真条件下，随着鱼雷射击距离增大、声自导作用距离变小、目标方位误差变大，潜艇使用鱼雷攻击水面舰船时的声自导发现概率会明显变小，攻击目标舷角、舰船目标航速不同时，声自导鱼雷的发现概率也不相同。潜艇在使用声自导鱼雷对水面舰船实施攻击前，应根据攻击态势、水面舰船运动规律和水文情况，预报声自导鱼雷对水面舰船目标的发现概率。     

基于HLA的分布式舰潜对抗仿真系统设计

针对水面舰艇与潜艇对抗仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真系统设计方案,设计了由舰艇、潜艇、直升机、鱼雷等成员组成的分布式舰潜对抗仿真系统,并给出了组成联邦的各成员功能和OMT的设计方法及联邦成员的实现方法.采用此种设计方案有效地解决了不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题.在舰潜对抗仿真系统的开发中证明该设计是可行的,本项研究对其它领域内基于HLA 的仿真系统构建和开发具有参考价值.     

基于内分泌免疫多智能体的舰艇编队防空体系模型

针对舰艇编队协同防空问题,借鉴生物内分泌免疫系统的防御机理,将舰艇编队协同防空体系映射到内分泌免疫系统中,并且结合多智能体理论与方法,设计了内分泌、免疫智能体和通信智能体的功能结构模型,构建了一种舰艇编队协同防空体系内分泌免疫多智能体网络模型。该网络模型整体上涌现出了协同防空体系的自组织性、自适应性、自学习性、记忆性和进化性,为舰艇编队协同防空体系研究注入了新的思想,也可为反潜等其它防御作战研究提供借鉴。     

浮标阵形对搜潜效能影响的研究

搜潜效能是评估浮标阵形性能的重要依据.为了研究不同浮标阵形对搜潜效能的影响,以航空应招反潜作战为背景,建立了航空搜潜过程中的潜艇运动模型和浮标布阵数学模型,并结合浮标阵阵无数量、反潜基地距潜艇初始发现点的距离、反潜机巡航速度以及潜艇规避速度的变化,运用Monte-Carlo方法对不同浮标阵形的搜潜效能进行了仿真和比较分析.仿真结果表明,在相同条件下,不同浮标阵形的搜潜效能存在较大差异,单层圆形浮标阵的搜潜效能相对较高.为声纳员优化浮标布阵提供有效的辅助决策依据.     

吊放声纳主动探测距离建模与仿真

为正确实施搜潜战术,需要对吊放声纳探测距离进行预报。根据主动声纳工作原理及性能参数,充分考虑海洋环境和目标特性对声纳探测距离的影响,建立了吊放声纳主动探测计算模型,并进行了仿真验证。结果表明,该模型是有效可行的。     

Local node selection for target tracking based on underwater wireless sensor networks

Traditional sonar-array-based target tracking algorithms may be unsuitable for on-demand tracking missions, since they assume that the sonar arrays should be towed or mounted by a submarine or a ship. Alternatively, underwater wireless sensor networks can offer a promising solution approach. First, each underwater node is battery-powered, so saving energy expenditure is a critical issue. Instead of keeping all sensor nodes active, this paper provides a local node selection (LNS) scheme which increases energy efficiency by waking up only a small part of nodes at each time. Second, considering node's limited computing ability and the real-time requirement for the tracking algorithm, instead of employing the centralised fusion structure, we utilise the distributed Kalman filtering fusion with feedback in this paper. Finally, instead of assuming one sensor node can uniquely determine target's location, a more practical range-only measurement model is proposed. Then the LNS scheme and distributed fusion with feedback are extended to our range-only measurement model. The simulation results demonstrate the efficiency of our scheme.     

基于潜艇深度的水下传感器网络部署

针对三维水下无线传感器网络在反潜方面的应用,利用潜艇出现深度信息的先验概率模型,提出一种基于潜艇深度的部署算法。节点采用均匀部署,依据潜艇可能出现的深度信息,对潜艇出现概率较大的区域,休眠较少的节点,增大活跃节点的密度,提高覆盖率;对其它区域,增加休眠节点的数目,以减小活跃节点的密度,降低覆盖率。仿真结果表明,本算法可以在保证较高覆盖质量的前提下,降低网络的整体能耗,延长网络生存时间。