面向防空实战问题的协同探测发展研究

防空作战面临目标多样化、电磁环境复杂化、战法多变化的战场态势,单传感器探测存在易被侦察和打击、易被干扰、覆盖区域有限等问题,需要多传感器协同探测,获取全面的空情信息,从而夺取制空权。首先,从近几年的几次局部战争出发,分析了要地防空对协同探测的需求;其次,总结了国内外协同探测的建设情况;最后,从多传感器管控、协同探测融合、效能评估和策略修正三个方面提出了协同探测的主要发展方向,为构建防空协同探测系统及突破相关关键技术提供重要参考。     

一种基于态势的多传感器任务规划调度方法

分析了一种基于态势的多传感器任务规划调度方法。首先,根据传感器探测能力、目标预测轨迹,生成多传感器协同探测任务,并分解合并形成若干个探测子任务;然后,基于构建的协同探测效能函数,对每个探测任务进行传感器资源分配,通过特殊降维处理,实现传感器与目标分配方案的快速生成;最后,仿真分析了协同探测任务调度算法模型。特别地,针对传感器、目标规模都较大时,提出了一种经过改进的多传感器协同探测目标资源分配方案快速生成的优化方法,可满足多传感器协同探测任务高实时高可靠分配调度要求。     

舰载多传感器协同探测资源调度模型

随着海战场环境的日趋复杂,传统的分立传感器独立使用已经很难满足作战使用需求,多传感器协同探测成为解决问题的重要途径和研究热点。针对上述问题,规划了多传感器担负搜索发现、目标识别和跟踪制导任务时的基本协同策略,建立了多传感器协同探测资源调度模型,确定了资源调度主要原则,给出了算法实现的基本步骤,并结合一种典型预警探测任务进行了仿真计算,计算结果证明了所建模型的合理性与适用性。该模型对于提高舰载预警探测系统体系作战能力有着重要意义。     

多传感器资源分配的探讨

在现代复杂的战场环境中，存在着大量功能不同，特点不同的多传感器资源及类型不同，杀伤力不同，机动性不同的多目标，如何更加合理分配，利用这些传感器资源对战场多目标进行监视、探测和跟踪量个较为复杂的问题，本文以传感器-目标的分配效能因子为中心，结合匈牙里指派算法，简单介绍了一种传感器资源分析的方法。     

多雷达空间目标协同探测任务规划研究

针对空间目标监视存在各传感器资源相互独立,预警资源得不到有效利用,导致空间目标探测时长不够、探测精度低等问题,提出了一种多雷达空间目标协同探测的任务规划方法,综合利用多个雷达传感器资源对空间目标进行协同探测,最终达到在短时间内累积足够的多圈有效探测数据进行协同探测的目的。文中通过对任务目标分析、资源编组、可探测性分析、弧段筛选分配等关键性技术进行分析,具体阐述了解决问题的方法。该任务规划方法在解决上述空间目标探测问题的同时可以大大节省雷达资源。     

多传感器协同定位技术研究

描述了多传感器协同定位的基本概念和处理流程,给出了加权最小二乘协同定位的典型算法,并以雷达、声、光电传感器协同探测试验为例,分析了定位精度,验证了多传感器协同定位算法的有效性。结果表明多传感器协同定位技术综合利用多元传感器的多维量测信息,可以获得比单一传感器更加准确连续的探测信息,实现异类传感器优势互补。     

舰载综合射频系统探测资源分配方法

从未来信息化海上联合作战对舰载综合射频系统需求出发,在分析系统探测资源分配问题特征的基础上,明确资源分配基本思路,提出资源分配基本规则。在建立任务目标威胁判定评估模型和多传感器协同探测效能指数方程的基础上,构建以系统探测效能指数最优化为目标的资源分配模型,解决在战场态势突变情况下的舰载综合射频系统探测资源分配决策问题。实例仿真表明:该方法能够应对复杂战场环境态势变化,在方案调整迅速、资源分配实时、探测目标连续 方面,满足实战需求。     

面向低截获的雷达/红外控制与跟踪方法

机载雷达低截获性能是作战飞机隐蔽接敌和先敌发现的重要保障。将相控阵雷达控制灵活、红外搜索与跟踪(IRST)隐蔽性好等特点紧密结合,从尽可能降低雷达探测照射时间获取优良低截获性能角度出发,提出了一种复杂战场环境下机载雷达/红外融合探测控制与跟踪方法。首先研究了机载雷达/红外协同探测跟踪系统图,然后研究了自适应多速率交互式多模型融合跟踪方法,并给出了协同探测传感器控制策略、滤波发散与目标机动判断准则,最后通过仿真分析,验证了新算法的有效性。     

多传感器战场监控系统仿真设计与实现

利用多传感器实施战场监控是当前各国军事采用的先进手段之一,文中首先分析了美国最新的联合监视目标攻击雷达系统,然后详细论述了多传感器战场监控仿真系统体系结构,并设计实施了集合成孔径雷达、动目标显示雷达处理模块、红外探测模块为一体的仿真软件.通过对合成孔径雷达成像结果、空时自适应数据分析、红外探测数据的输入进行数据融合处理,进而获得较好的战场监控与目标识别效果,为现代化战场信息监控提供关键技术支持.     

基于探测区域的多预警机协同探测部署方法

单架预警机在执行任务过程中通常会面临探测区域有限、雷达情报掌握不连续、抗干扰能力弱、安全性不强等问题,为了适应复杂多变的未来战场环境以及对抗“四大威胁冶的需要,多预警机协同探测是必然趋势。多预警机协同探测的部署是多预警机协同探测首先需要解决的问题,文中由探测任务区域驱动,提出了一种基于并立组合航线模式的多预警机协同探测部署方法。该方法不仅能对任务区域进行空域上的稳定覆盖,发挥现有装备最大效费比;还能减小目标同时进入相邻两架预警机雷达多普勒盲区的概率,提高情报质量。仿真实验证明了该方法的有效性。     

PIR的多节点目标多次定位研究

为了充分利用热释电传感器（PIR）的被动探测特性,拓宽热释电传感器在目标定位领域的应用。在峰-峰值时间差测距方法的理论基础上,提出了一种利用PIR针对运动目标（人体）的定位理论,并针对单节点实现目标定位存在定位盲区的不足出发,设计巧妙的机构实现多节点目标多次定位。根据感知节点最优布设原则,以双节点的最优布设为例展开讨论,找出不同节点下的最优布设模型。通过对双节点最优布设模型下对运动目标多次的探测实验表明,利用多节点实现运动目标探测区域多次定位的理论是有效和正确的。该方法打破了热释电传感器硬件常规使用方式,进一步提升了PIR的使用范围。     

基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪

在空战场协同攻击中,常涉及到多传感器协同探测及跟踪,由于目标的出现与消失具有随机性,所以在协同中既要考虑已有目标的跟踪,更要重视新生目标的及时探测和捕获。为此,建立了新生目标的探测概率模型,并阐述了不同传感器联盟对新生目标的探测能力,依据后验克拉美-罗下界(Posterior Cramer-Rao Lower Bound,PCRLB)对已跟踪目标组建传感器联盟,利用二值粒子群优化(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)算法及PCRLB研究基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪方法。仿真表明,该方法跟踪精度较高,误差小且稳定。     

空中多运动平台多传感器目标跟踪

为提高空中多运动平台的协同探测能力,构建了一种多运动平台多传感器系统,提出了一种相应的目标跟踪方法.该方法将不同运动平台上的传感器对目标的观测转换到地心直角坐标系中进行融合跟踪,针对平台的运动和传感器的视域有限的特点,设计了序贯融合滤波算法.理论分析和仿真结果表明该方法既可以提高目标的跟踪精度,也可以扩大平台的感知范围,从而提升平台的探测能力.     

海战场协同探测与目标综合识别技术研究

从海战场协同探测与目标综合识别系统技术的角度出发,论述了舰载探测系统综合应用的多种途径,其中包括多层数据链路技术、区域协同探测技术、目标综合识别系统技术等。     

基于多传感器的沿海智能管控系统设计与实现

提出了基于多传感器的沿海智能管控系统的设计与实现方法,该方法基于多传感器数据融合、协同探测、网格化管理以及卡口流量统计等技术,解决了沿海边防监测点中存在的单传感器探测盲区、探测目标无法可视化识别以及缺少统一船舶监控态势平台等问题.该方法通过在边防部队的应用实践,有效地提高了沿海监测点的探测能力和管控效率,避免了漏管失控.     

考虑战场环境约束的多导弹协同任务规划

多导弹协同任务规划是一个多约束、强耦合的复杂多目标优化与决策问题,能有效提高作战效能。研究了具有不同探测距离和威胁度的禁/避飞区、威胁区等战场环境下的多导弹协同航迹规划和目标分配问题。首先建立了具有战场环境约束的Voronoi图,并结合改进的Dijkstra算法取得了代价最小的航迹;进一步采用基于视线的航迹缩短算法和航迹平滑算法对初始航迹进行动态优化处理,产生了既节省燃料又满足导弹机动性能的可飞行轨迹;最后采用基于MMKP(Multi-dimensional,Multi-choice Knapsack Problem)的协同目标分配算法实现了多导弹协同攻击多目标,并且获得了综合代价最小的多导弹协同航迹。仿真结果证明了方法的有效性。该方法具有很高的应用价值,可实际应用在巡航导弹、无人机等无人飞行器的协同控制方面。     

基于拍卖算法的传感器协同目标分配方法

针对体系化多域联合作战背景下的异构平台协同目标分配问题,以任务需求为牵引,总结了典型的传感器协同探测模式,建立了基于我方探测优势和敌方威胁程度的目标协同探测效能函数;由此提出一种改进分布式拍卖算法以适应不同的目标任务分配问题,通过优化随机竞拍顺序生成过程,实现整体探测效能最优。通过仿真验证了改进算法的有效性,为算法在实际场景中的参数设置提供了可借鉴的思路和规律。     

无线传感器网络分布式多传感器目标检测

目标检测是无线传感器网络中的一种重要应用,文中提出了一种能量有效分布式多传感器目标检测方法,该方法区别于以往的单目标方法,通过多个节点相互协作对目标进行检测,算法1给出了时间序列离散法,求得目标被测距离,且多节点将检测到的信息在聚合节点进行聚合,并通过算法2找到一条最优传输路径将聚合数据包传送至sink节点。此外通过仿真比较了单节点检测目标和多节点协同检测目标的概率、权系数α对检测节点平均能量消耗的影响,并给出了目标检测数据的最佳采样周期。     

声探测多传感器多目标定位与跟踪方法

常用的多传感器多目标算法需要3个以上的传感器来完成目标的定位与跟踪。声探测受声传感器探测距离近的限制．无法保证每个目标都被3个以上传感器同时探测到。在无源定位与跟踪的理论基础上,提出了一种简化的、易于工程实现的方法,解决了声探测中数据关联和目标定位与跟踪等问题。     

有人无人协同探测技术探索与时序设计

基于当前复杂战场中存在的问题，未来无人预警机与有人预警机势必会协同探测，分析了有人无人协同探测工作场景，仿真了协同探测威力覆盖范围及得益，并设计了协同探测的工作模式和工作时序，并对存在关键问题进行了阐述，包括同步、通信等。