基于HLA的直升机吊放声纳系统仿真平台研究

为解决直升机吊放声纳仿真系统的模型重用与仿真系统间的互操作问题,提出了基于高层体系结构(HLA)的直升机吊放声纳系统仿真平台设计方案.通过对直升机吊放声纳单机应召式反潜过程进行分析,以高层体系结构作为技术框架,结合仿真平台的特点和功能需求,对仿真平台进行了模块划分,给出了仿真平台的联邦构架、联邦信息流图以及联邦对象模型/仿真对象模型(FOM/SOM).仿真的结果表明,直升机吊放声纳联邦成员可以根据联邦其它成员的信息对目标进行探测与跟踪,达到实时交互仿真的效果.该系统的实现有利于反潜作战的研究.     

反潜直升机任务系统训练模拟器的设计与实现

针对反潜直升机训练成本高、协同配合困难的现状,从现有仿真技术水平出发,在对反潜直升机任务系统模拟训练功能需求分析的基础上,深人探讨构建反潜直升机任务系统训练模拟器的要素。介绍了此类模拟器一般应有的主要功能、软硬件结构和工作原理;并详细阐述了系统实现过程中需解决的关键技术,包括直升机飞行性能仿真模型、飞控系统模拟、吊放声纳搜潜系统模拟、综合处理系统模拟和操纵负荷系统模拟等;最后描述了模拟器通过教员台的作战想定设置,进行反潜的一般训练过程。     

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。     

吊放声纳搜索效能通用仿真模型研究

通过对吊放声纳作战机理的详细分析,以蒙特卡洛法为基础建立了吊放声纳搜索效能的通用仿真模型,并通过仿真实例对模型进行了应用和验证.该模型适用于对各种作战条件下使用各种作战方法时吊放声纳搜索效能的仿真计算.     

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。     

直升机综合反潜仿真系统设计

直升机综合反潜仿真系统,可实现在攻防对抗条件下的反潜作战过程仿真.通过分析直升机反潜的组成和特点,分解出具有单一功能的子系统,并分别建立各自的仿真模型.以单机和单潜水下作战对抗过程为典型实例,设计了仿真系统体系结构,探讨了仿真系统的联邦成员开发过程,建立了仿真模型库体系及统一管理下的实时调用关系,给出了采用UML简要描述的实体模型关系协作图.通过实时逼真的显示三维虚拟战场环境和兵力兵器作战过程,实现了场景显示和过程可视化.目前仿真系统已投入运行,可实现各反潜平台及武器系统的作战过程仿真,较好提供了一个直升机反潜、机-舰协同反潜的战法研究平台.     

基于自治智能计算机生成兵力的反潜直升机模型设计与应用

随着反潜作战仿真领域对实体智能要求的不断提高,针对原有基于有限状态机的计算机生成兵力(CGF)模型难以表示CGF认知行为的问题,用知识获取与知识工程方法进行知识获取和分析,采用模糊规则推理方法进行行为决策,利用内外黑板相结合的模式实现实体间交互,并将上述方法集成,设计建立了智能仿真模型,最后生成了反潜直升机智能模型,将其应用于直升机反潜作战仿真实例中。通过航空反潜作战仿真表明,与原有CGF实体相比,智能反潜直升机实体对敌潜艇的捕获率大大提高,可以根据环境变化动态地调整策略,成功率及成功效能均有显著提高。     

直升机缆绳吊放声纳系统有限元建模与仿真

采用有限元法，对直升机缆绳吊放声纳系统进行了研究，基于刚性力学模型进行动力学分析，利用四元数理论进行运动学分析，建立了一个描述其动态特性的微分方程组，即有限元模型，为验证所建模型的准确性，针对缆绳不同数目的分段进行了系统仿真计算和分析比较，从仿真结果可见，与缆绳吊放声纳系统简单分段的线性模型相比，有限元非线性模型能更准确地描述系统的物理特性。     

多机吊放声纳检查搜潜建模与仿真研究

为了提高吊放声纳检查搜索概率,建立了4架飞机利用吊放声纳的平行、多段和锯齿检查搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对检查搜索概率的影响.仿真结果表明,潜艇航速、航向角度以及吊放声纳间距的变化对平行、多段和锯齿检查搜索概率影响较大.使用多机进行协同搜潜,可在较短时间内进行大面积搜索,有效提高搜潜效率.因此,在实际航空反潜中,需根据所获得的潜艇运动态势信息合理选择搜潜样式和有关的搜潜战术手段,才能获得较高的搜潜概率.     

深海声速剖面对吊放声纳探测距离的影响研究

关于深海环境下声纳目标探测优化问题,针对传统吊放声纳的下放深度比较粗略,一般是在声道轴处上下一定的范围,并考虑目标可能的深度。简单地确定声纳探测深度,会严重减小声纳的有效搜索距离和搜索范围。利用射线模型仿真研究了深海中不同的声速剖面对吊放声纳探测距离的影响。通过分析深海不同声速剖面中的声传播特性,并对声纳、水声环境以及目标的模型化计算,利用射线模型仿真了几种不同声速剖面情况下吊放声纳的主动作用距离,最后分析了吊放声纳入水深度对深海目标主动作用距离的影响。仿真结果表明,改进方法可找到最佳的探测深度,并能够发挥声纳对目标探测性能,得到对不同环境下目标的最好探测。     

水面舰艇编队拖曳声纳舰阵位配置及行动方法

研究水面舰艇编队优化问题,由于潜艇对水面舰艇编队构成严重威胁,为有效保护舰艇安全,选择声纳舰的位置十分重要.拖曳声纳舰作为水面舰艇编队主要对潜警戒信号,对阵位配置及行动方法对编队的反潜效能影响巨大.针对水面舰艇编队航渡中近程拖曳声纳舰的阵位配置问题,提出了一种方法.通过对舰艇编队反潜警戒区的划分,总结了拖曳声纳舰阵位配置原则,建立了关于拖曳声纳舰阵位的模型,仿真计算了各种参数对拖曳声纳舰阵位的影响,并提出了拖曳声纳舰“蛙跳”行动的方法,并进行仿真.结果表明,方法有效,为指挥员编队决策提供了参考依据.     

声纳目标模拟系统设计与仿真

为快捷检测声纳系统工作状态.在分析水下目标回波特性的基础上,以十字阵为例推导了水下目标运动轨迹公式、回波仿真模型及噪声仿真方法.在VC++环境下开发卢纳目标模拟系统的仿真软件.通过与声纳系统的联词,给出仿真数据与实测数据的对比结果,数据误差在声纳系统允许范围之内.试验结果验证了设计方法的有效性.     

低空多物理场图像声呐远程监控应用设计

为解决当前系统存在的监控实时性差、抗干扰能力弱、监控精度低等问题,提出低空多物理场图像声呐远程监控应用设计。分析声呐远程监控原理和图像质量检测原理,对系统硬件部分的图像数据处理服务器、图像数据处理工作站和图像数据传输电路进行改进,优化开发系统软件的图像数据模拟发送、实时显示、接收和发送功能,完成低空多物理场图像声呐远程监控系统的设计。实验结果表明,该系统的监控实时性好,抗干扰能力强,监控精度高,满足远程监控的功能需求。     

卫星导航信号仿真系统实时性分析与验证

卫星导航信号仿真系统是一个实时性要求很高的射频信号仿真系统,它主要模拟包含多种信息的高精度射频信号。首先介绍了卫星导航信号仿真系统,与一般的仿真系统相比,它具有三个特点;接着对影响仿真系统实时性的仿真步长、时间函数及网络数据传输等几个因素进行了分析;最后详细地对影响系统实时性的帧溢出数、时间同步精确度等四个指标进行了验证。分析与验证的结果表明:该仿真系统具有很高的实时性,能够满足系统实时仿真的要求。     

基于时间反转处理的水声信号增强研究

声纳在主动探测浅海中的小目标时存在如何抑制混响、提高信混比的问题.在分析时间反转处理物理机理的基础上,根据实际的海洋环境,进行了计算机仿真,仿真结果表明时间反转处理具有空间聚焦的能力.通过设计时间反转处理实验,构建实时处理的实验系统,进一步验证了时间反转处理物理实现的可行性.实验结果表明,构成的物理时反系统具有抑制混响、提高信混比8.5dB的能力.     

基于FPGA的宽带多普勒测速声纳数字系统的设计与实现

针对多普勒测速声纳的高精度要求,采用宽带发射信号和相控阵波束形成技术,并利用FPGA在数据处理方面高速、并行、实时的特点,在以Altera StratixII EP2S60F484I4 FPGA为核心的系统上设计了宽带多普勒测速声纳数字系统,实现了采样控制及带通滤波、波束形成、相关运算等信号处理算法。测试结果显示,宽带信号能够更好地满足声纳系统高精度要求。     

基于ATM网络的声纳实时并行接收方案设计与实现

通过设计ATM时标预校正方法和并行三接收数据缓冲区结构相结合的接收方案,解决了基于高速ATM网络的声纳传输系统和DSP处理系统之间的数据接口问题,即多阵多传感器声纳数据的接收同步问题以及系统运行中可能出现的丢包或者包错位的对齐问题。此结构的可靠性得到了海试的验证。