双架次无人机(UAV)协同侦察的航路轨迹研究

本文介绍了交叉熵算法的基本原理、具体的建模方法、交叉熵算法的实时性和鲁棒性的特点,在实际应用中显示了良好的效果。鉴于军事侦察时间的紧迫性和空间的全面性的特点,依据无人机的具体应用技术特点,本文利用交叉熵算法对双架次的无人机的侦察路径进行规划,为路径规划提供了一种新的解决方法,并保证了侦察任务的路径规划在
在时间和效能上达到最优。     

基于GA的电子侦察卫星任务规划问题研究

电子侦察卫星是现代战争中获取电子情报的重要手段,在快速作战决策方面具有独特的作用.电子侦察卫星任务规划问题是一类重要的任务规划问题,涉及各种复杂的约束条件.首先通过对电子侦察卫星工作原理的分析提出了基本假设和预处理的基本方法,并建立了CSP模型,然后采用遗传算法(GA)对模型进行求解.算法针对电子侦察卫星任务规划的特点设计了符号型编码以及相应的OBC交叉算子及多点交换变异算子.最后采用所设计的遗传算法和简单贪婪算法分别对不同规模的问题进行了求解,实验结果表明算法有效地解决了针对固定目标的电子卫星侦察任务规划问题.     

基于RGI的浮空器任务规划问题研究

侦察任务规划是浮空器军事应用中的重要问题,对于最大化满足侦察任务需求、提高浮空器资源利用率具有重要作用。针对浮空器侦察系统的任务规划问题,考虑任务需求约束、载荷约束等条件下,构建了浮空器连续侦察监视的混合整数规划模型,并采用贪婪随机插入(RGI)算法对模型进行了求解。该算法结合了贪婪算法和模拟退火算法的设计思想,既保留了一定贪婪特征又提高了跳出局部最优解的能力。最后通过一个多浮空器多目标的仿真实例验证了算法的有效性。     

一种为地面WSN充电的无人机碰撞规避路径规划方法

多个无人机为大面积分布的地面传感器节点无线充电的应用中,飞行路线的规划关系着无线传感器网络的覆盖率及生命周期,但无人机有限的续航时间及规避碰撞等约束增加了路径规划的难度。文中首先提出一种集中式逐次贪婪路径规划算法(Sequential Geedy Route Planning Scheme,SGRP),令无人机在已知节点位置信息的情况下,根据自身的资源逐个将节点纳入任务集并放置在路径的最合适顺序上。理论证明,SGRP算法在最差情况下也能获得最优规划算法50%的性能。接着在SGRP算法的基础上,基于改进的CPA碰撞检测模型设计了逐次贪婪碰撞规避路径规划算法SGACRP。该算法每次迭代选择一个节点、无人机及路径顺序的最佳匹配组合,在最大化收益的同时满足了无人机资源受限及碰撞规避的要求。最后以时间折扣型函数作为无人机收益函数,通过仿真验证了碰撞规避措施的有效性,同时验证了碰撞规避算法虽然增加了无线传感器网络的总充电完成时间,但并不影响其监测率。另一方面,仿真证明了根据与目标点的距离设置节点的固定收益,能有效改善地面无线传感器网络的监测概率。     

考虑起降安全的无人机血液运输路径规划

针对使用无人机进行血液运输的路径规划问题,以无人机运输总距离最小为目标,建立多约束无人机血液运输路径规划模型。考虑无人机起降平台数量受限情况下的无人机连续起降安全时间间隔,设计无人机起飞顺序调度策略,以减少无人机完成运输的总耗时,并提出一种基于帝国改革的帝国竞争算法求解该问题。该算法引入正弦扰动策略、增加帝国改革阶段来提高算法的搜索精度,使用与解质量相关的接受准则以保持种群的多样性。利用基准算例和无人机运输血液实例进行验证,结果表明,所提算法可为无人机血液运输任务提供满足各项约束,且没有无人机起降冲突的运输方案;无人机起飞顺序调度策略,可有效减少无人机实际完成任务的总耗时。     

最小化全局完成时间的成像卫星任务规划算法

成像侦察卫星任务规划问题是一类典型多约束组合优化问题.最小化全局完成时间是任务规划领域时效性要求较高情况下的一种优化目标.提出一种整合整数规划与约束规划方法,在最小化任务规划方案全局完成时间的目标下,求解成像侦察卫星任务规划问题的组合算法.该算法通过应用Benders分解将原约束整数规划模型划分为主问题与子问题两部分,采用软件MOSEK与GECODE对主、子问题分别求解.根据子问题求解结果生成剪枝约束,返回主问题迭代,直到获得优化解.算法有效性通过仿真实验进行了检验并取得预期效果.     

面向区域侦察的实拍实传卫星规划推演系统

为支持多颗实拍实传卫星区域侦察任务,研制规划推演系统.设计了规划推演系统的总体结构和信息流程,并研究了系统研制所需关键技术,分别提出了面向区域侦察的数传任务规划算法、基于网格的卫星区域覆盖分析算法、基于OSGEarth的目标区域和侦察范围组合可视化方法.研制的规划推演系统已成功应用于某任务中,进行数传任务规划、能力分析和过程推演.     

基于协同进化的混合变量多目标粒子群优化算法求解无人机协同多任务分配问题

无人机多机协同控制系统近年来已被广泛地应用在军事打击、海洋监测、陆地航拍和灾情探测等领域.针对无人机协同多任务分配问题,为了更加准确地描述无人机协同多任务分配场景,本文考虑实际应用场景下的多种复杂约束,并以无人机飞行总航程最少和任务完成时间最短为优化目标,构建了混合变量多约束的无人机协同多任务分配问题模型M-CMTAP.为了高效求解上述模型,本文提出一种基于协同进化的混合变量多目标粒子群优化算法C-MOPSO.C-MOPSO采用基于任务分配和路径规划的编码方法表示无人机的任务分配结果和路径规划结果及基于约束处理的可行解初始化方法生成可行粒子;同时利用基于结构学习的重组策略对粒子进行更新以提高种群的多样性和收敛性;并引入协同进化策略在两个子种群之间进行合作进化以提高算法的搜索效率.根据无人机和目标的分布状态设计4个代表性的测试实例并验证算法性能,实验结果表明,与其他采用协同进化策略的算法相比,所提算法在解的收敛性和解集多样性上均具有显著的性能优势.     

基于k度平滑的多无人机协调路径规划方法

针对多无人机协同的轨迹规划问题,提出一种基于k度平滑法的多无人机协同路径规划方法.通过改进的蚁群优化算法搜索最短路径,应用k度平滑方法平滑初始路径并实现多无人机的协调.通过k度平滑引入多无人机协调算法,使多架无人机能够在k度时间间隔内到达指定地点.通过仿真实验将所提方法与改进蚁群算法、经典算法及平滑方法进行对比分析,验证所提算法的可行性和有效性.实验结果表明,所提策略能够有效提高多无人机路径规划效率,实现多无人机同时到达指定位置的目标,且具有良好的可行性、有效性.     

无人机作战仿真系统前期设计中的几个问题

侦察/攻击无人机作战仿真系统旨在构建一个基于HLA的仿真平台,在给定的作战想定下,对侦察/攻击无人机执行作战任务的整个流程进行仿真推演,对侦察/攻击无人机的作战效能作出评价,为侦察/攻击无人机武器系统的作战使用研究提供研讨环境.侦察/攻击无人机作战仿真系统搞好前期的顶层设计至关重要,针对系统前期设计中的任务定位问题和成员规划问题作了深入探讨.针对侦察攻击无人机仿真系统的特点,提出了以PAC实体行为模型作为仿真引擎的核心技术,以基于组件的开发方法(CBD方法)作为仿真成员设计的基本方法,并对仿真系统的组件接口进行了详细的分析设计,为侦察/攻击无人机作战仿真系统的后续设计奠定了坚实的基础.     

基于网络特征混淆的欺骗防御技术研究

网络攻击之前通常有侦查阶段,攻击者通过流量分析和主动扫描等技术获取目标系统的关键信息,从而制定有针对性的网络攻击。基于网络特征混淆的欺骗防御是一种有效的侦查对抗策略,该策略干扰攻击者在侦查阶段获取的信息,从而使攻击者发动无效的攻击。对现有混淆欺骗防御方案的技术原理进行了分析,给出了网络混淆欺骗的形式化定义,并从3个层次对现有的研究成果进行了讨论,最后分析了混淆欺骗防御技术的发展趋势。     

卫星成像侦察需求满足度评价方法研究

现有卫星成像侦察系统仅能部分满足用户需求。为此,提出一种新的卫星成像侦察需求满足度评价方法。从图像质量、侦察时间及侦察区域3个方面评价卫星成像侦察需求满足度,针对持续监视需求,设计侦察时间满足度量化方法,根据区域侦察中包含重要点目标的情况,给出区域侦察需求满足度计算方法。分析结果表明,该方法能够有效评价侦察需求的满足度,并发现导致满足度降低的原因。     

雷达侦察中数字荧光技术的应用研究

数字荧光(DPX)技术是近年来实时频谱分析中采用的一项创新性技术。它大大提高了对信号的捕获和观察能力,非常适合在雷达侦察中应用。本文介绍了DPX技术的基本工作原理,给出了其在宽带雷达信号侦察系统中的设计与实现;结合雷达侦察信号处理,讨论了通过对DPX频谱图采用信号态势分析、图像分割与信号提取、统计轨迹检测等方法,得到直观的特征信息;并将其应用于实际工程中。实践结果表明,DPX技术可以有效地应用于雷达侦察中。     

无源侦察传感器宽带信道化接收技术研究

信道化接收机是无源侦察传感器系统的核心,研究了基于多相滤波结构的信道化接收机的数学模型,并由此模型设计了一个多信道模拟系统,利用现场可编程门阵列（ FPGA）对抽取、滤波、快速傅立叶变换（ FFT）等模块进行了设计,解决了信号高速实时处理与FPGA处理速度之间的矛盾。最后用仿真实验结果验证了模型和系统实现的正确性。     

基于贪婪算法成像侦察卫星调度方法研究

成像侦察卫星的调度问题需要考虑大量互相联系的约束条件,实现全面调度的难度比较大,特别是在作战的情况下,很难满足快速战略决策的要求,而且各种干扰因素将会对卫星的状态产生影响,需要优越的初始调度方案作为基础.针对以上提出的实际问题,首先对成像侦查卫星约束条件进行分析,在简单假设的基础上对问题进行描述,建立卫星调度的约束模型,基于贪婪算法原理,通过软件实现调度模型求解,得到成像侦查卫星的快速调度方案,为卫星任务状态变化的二次调度和满足快速战略决策提供比较令人满意的调度基础解.     

星地一体成像侦察任务规划组合求解方法

成像侦察任务流的航天资源任务规划问题是将有限的航天资源分配给需要侦察的不同目标,最大化满足任务需求.采取了星地一体任务规划思路进行问题建模与求解.提出星地一体虚拟资源聚合模型和算法,并在此基础上,给出了星地一体的虚拟资源冲突检测与消解方法,提出了星地一体任务规划模型的模型分解与组合求解方法,针对分解后的主问题模型给出了一种适应可变冲突约束的遗传算法;针对子问题模型给出了一种基于时间序列排序的任务调度方法,并对上述两种算法进行了设计与实现;最后,结合试验案例进行验证.     

基于可配置技术的先验决策式侦察信号处理

面对日益复杂的电磁环境,为了对空间电磁信号进行实时精确监测,适应侦察系统小型化、低功耗的要求,设计实现了一种基于可配置技术的先验决策式侦察信号处理的工程化方案.构建了先验决策式可配置平台,在此基础之上设计实现了侦察信号处理系统.通过在已有的开发环境下进行系统测试,验证了该方法的可行性,兼顾了战略侦察与战术侦察的双重要求,节约系统资源,适合在机载和星载等侦察设备中应用.     

光电侦察装备维修性验证试验技术研究

为了解决目前光电侦察装备维修性验证试验难以为装备承制方和配属部队提供有用、好用维修性信息的问题,立足光电侦察装备维修性验证试验的基本内涵,提出了光电侦察装备维修性验证试验的关键技术,明确了光电侦察装备维修性试验实施中需要关注的重点问题。为光电侦察装备维修性试验的设计与实施提供理论依据和指导。     

移动计算设备接口互连技术的探讨

介绍了野外环境下传感器网络系统中的关键设备移动计算设备,主要对移动计算设备的接口技术进行分析,并就设备的有线和无线接口,提出了设计中的关键技术,给出了初步的设计方案.最后就移动计算设备的应用前景作了简要介绍.     

航天侦察任务流重构方法研究

针对战场环境中多侦察任务同时并发或交错形成侦察任务流的现象,提出一种基于资源能力的侦察任务流重构方法.首先,定义侦察任务流、侦察资源的相关概念,给出了航天侦察资源能力统一度量模型.其次,提出了侦察任务流重构的流程框架,实现了基于信息共享的冗余任务分析消除、基于资源能力的任务分析与聚合、基于资源负载均衡的任务空间降维三种任务流重构算法.最后,结合试验案例进行验证.