为了适应未来战争的发展趋势,迫切需要实现无人作战飞机的自主控制,提高其自主水平和智能程度。首先给出了自主控制的概念,自主控制发展阶段以及自主水平的层次划分;然后分析了无人作战飞机侦察/打击一体化的作战过程、特点及系统的典型构造方案,并介绍了侦察/打击一体化无人作战飞机型号背景以及发展趋势;结合无人作战飞机自主控制系统的工作流程,建立了基于侦察/打击一体化的自主控制系统结构;最后探讨了无人作战飞机侦察/打击一体化自主控制中的关键技术,并提出了相应的解决方案。

针对目标属性信息存在不确定性的特点,通过对目标属性选取及其权重确定方法的全面分析,采用混合精确实数型指标和模糊区间型指标的决策模型,评价目标多属性并对目标威胁进行评估。最后给出仿真实例,仿真结果表明该方法简单、可靠,为目标威胁评估提供了又一有效途径。

针对末端反导作战效能评估问题,分析了末端反导作战的基本作战样式和缺失天基信息支持的作战样式,同时分析了基本作战样式的作战过程。立足于反导基本作战样式的作战过程,以ADC方法为基础,引入能力和效能指数概念,建立了末端反导作战效能评估的总体模型。同时,也建立了预警系统、BM/C3I系统、拦截系统和作战保障系统等4个分系统的效能评估模型,为反导作战能力评估提供模型标准。

目前图像信噪比定义方法多种多样,对常见信噪比定义进行了分类,总结了不同定义之间的内在联系、常用解法以及使用范围。针对常见图像信噪比求解方法误差较大的问题,提出了一种基于最小二乘拟合的高斯背景噪声参数估计方法。首先根据全部灰度级估计均值和方差,然后通过迭代的方式,排除高灰度非背景像素的干扰,逐步缩小统计范围,最后选择具有最小均方误差的统计参数作为背景灰度和噪声方差的估值。仿真实验证明,与常见的“局部最小方差法”和“小于均值方差法”相比,用该方法得到的背景噪声参数计算的信噪比具有更高的精度和稳定性。

针对无人飞行器航迹规划问题,提出一种改进变异粒子群算法及航迹节点拓展法,有效解决了突发威胁下的航迹规划问题,并进行仿真验证。通过引入维量化活性度解决了粒子群算法搜索后期速度下降问题,通过相对坐标转换避免了采用一元多项式函数作为水平航迹丢失部分解的情况。仿真表明,利用改进的变异粒子群算法能够有效地提高搜索速度和精度,适用于突发威胁下的航迹规划问题。

目标编群是态势评估中需要解决的一个重要问题。首先建立了一种相似性测度模型,该模型通过对目标平台属性进行“乘运算”和“加运算”两方面的相似测度,因而对目标间的相似性能做出快速的判别,而且能更准确有效地判断目标对象间的相似性程度,加强目标辨别能力,降低错误编群的概率。在此基础上,给出了群递增形成算法,最后以一组数据验证了该算法可快速有效实现目标编群。

惯性制导误差是影响巡航导弹进入地形匹配区的主要因素。针对巡航导弹巡航飞行段,在分析加速度计测量误差、陀螺漂移误差以及航向效应对导弹视加速度影响的基础上,对惯性制导误差进行了分析,并针对不同地形匹配区的精度和相邻匹配区间隔对惯性组合误差系数提出了精度指标。

短波通信是**作战指挥的一种重要手段。目前短波数据传输时延大、信道容量小,在不采取任何流量控制机制的情况下,数据信息的时效性和公平性达不到要求。针对此问题,在传输中采用基于时延和公平性约束的流量控制技术,解决了一种服从特殊分布的数据信息的短波传输问题。仿真结果表明,短波数据传输时效性和公平性基本达到预期要求。

对于具有重复运动性质的系统,迭代学习控制是一种行之有效的控制方法。开闭环迭代学习控制能同时利用系统前次运行和当前运行的信息,因而性能优于单纯的开环迭代学习控制。针对线性连续系统,设计了D(Differential)型开闭环迭代学习控制器,利用2-D(Two-Dimensional)系统理论建立系统的2-D连续—离散Roesser模型,并给出了保证控制器收敛的充分必要条件。最后通过一个仿真实例,证明了该方案的有效性。

针对模板匹配方法中速度、精度和鲁棒性不能兼顾这一问题,提出一种新的模板匹配方法。新方法使用互信息作为图像的相似性测度,并通过图像的二值化,理论上将互信息的计算速度提高到原来的约14.7倍;新方法对改进的变尺度混沌优化算法(EMSCOA)进一步改进。大量模板匹配实验表明新改进的EMSCOA算法(称为EEMSCOA),在模板匹配领域比原算法(EMSCOA)提高了约9倍的速度;同时焊缝焊接及其他实验也表明,所提的基于混沌优化和二值互信息的快速模板匹配方法,能够克服倾斜、遮挡、形变等干扰,快速、准确地找到最优匹配点,因此所提算法是实用有效的。

贝叶斯网络用于态势估计时,系统参数不能及时调整,无法对未来时刻进行预测。为解决这一问题,对动态贝叶斯网络在战场态势评估中的应用进行了研究,引入时间因素,建立了网络模型,分析了概率参数与推理的过程,并利用卡尔曼滤波模型法对推理进行仿真实验。实验结果表明了动态模型推理的有效性。动态贝叶斯网络可以有效利用侦察数据中的时间信息,实时动态地处理影响分析和决策的种种因素,对指挥员的作战决策具有极大的参考价值。

评估指标的确定是C⁴ISR系统效能评估的一个重要环节,其结果将直接影响效能评估的正确与否。为了全面评估C⁴ISR系统效能,结合C⁴ISR系统决策信息流程,综合选取具有代表性的指标,构建了评估指标体系的层次模型。针对定量和定性指标相结合情况,引入了一种基于百分制属性值的单系统效能评估方法。

分析了箔条云散射特性测量技术,进而开展箔条云外场动态测量实验。对实测箔条云RCS的概率分布进行拟合,并对拟合结果进行检验,同时分析了箔条云散射特性与时间、频率等之间的关系。结果表明,当显著性水平为0.01时,该箔条云在S波段和X波段的动态RCS服从χ2分布;箔条云形成之后,箔条密度随着时间的推移而下降,导致其RCS减小;随着频率升高而波长减小,箔条间互耦效应将减小,箔条云RCS的起伏也将减小。

机场是空军进攻和防御作战的依托,其容量的大小对战时提高飞机出动强度,减少连续飞机流之间的间隔时间具有重要作用。运用排队系统模型,对作战飞机起飞容量和着陆容量进行了计算,推导出机场跑道单位时间内所能容纳的最大飞机数量。根据机场容量极限,建立战时作战飞机调配保障需求模型,解决如何调配和补充作战飞机的型号和数量。

介绍了电子稳像的原理、分类和实现方法,针对稳像过程中的主要问题——提高算法适应性和鲁棒性进行了研究,提出一种新的基于改进MCD法求解运动矢量的电子稳像方法,首先对图像进行梯度转换,再利用梯度图像进行MCD相关匹配。实验证明,此方法有效地克服了由于异物进入时的算法不可靠的问题,提高了算法的鲁棒性和适应性。

为评估空空导弹捷联惯导系统对准和导航精度,研制平台式主惯导半实物模拟系统进行捷联惯导系统对准和导航性能试验。该模拟系统模拟两种国产平台式惯导系统的功能、性能、逻辑时序以及总线接口形式等,可接收外部按一定格式编排的飞行轨迹参数,或者系统自动生成飞行轨迹,包括飞机各种典型的机动动作。经过精确计算后,系统通过1553B/429总线输出各种导航参数、控制信息及状态信息。实现了惯导测试中模拟系统与实际平台式主惯导的可互换使用。

飞行器航迹规划是一个多目标多约束的三维规划问题。根据分层规划思想,确定离线参考航迹是飞行器低空突防前要解决的首要问题。针对遗传算法中局部最优与全局最优之间的矛盾,采用自适应遗传算法进行离线的航迹规划,用极坐标编码方式在飞行方向上构造染色体。进化过程中采用自适应交叉概率和变异概率,并尽可能把符合实际情况的各种约束考虑到问题中。仿真结果表明,算法避免了早期收敛,提高了全局寻优能力,是解决实际飞行器离线航迹规划问题的较好方法。

根据两轴光纤陀螺雷达天线稳定平台的工作要求,设计了经典PID稳定回路控制器和跟踪回路控制器,并设计了基于遗传算法的跟踪回路模糊控制器。针对两种位置控制器的不足,设计了模糊控制调整加权因子的模糊-PID复合控制器。仿真结果表明,采用复合控制器可以加快系统跟踪速度,提高系统强抗干扰能力,并能保持较高的跟踪精度。

应用计算流体力学的理论方法,对某型电跨音速大攻角电视制导炸弹绕流流场及其空气动力特性展开数值分析。其中,控制方程为雷诺平均的可压缩Navier-Stokes方程,湍流模型采用标准k-ε两方程模型,数值格式为二阶迎风格式。利用Gambit 2.2软件对电视制导炸弹及其绕流流场进行三维建模,使用Fluent 6.2软件对电视制导炸弹在亚、跨、超音速以及不同攻角条件下的三维流场进行数值模拟,得到相应的压力分布图、温度分布图、马赫数分布图,以及电视制导炸弹的阻力系数曲线和升力系数曲线。分析绕流流场结构规律,为进一步的等离子体激励改善电视制导炸弹气动特性设计提供参考和依据。

为了对高帧频采集的序列图像进行亚像元配准,使用了基于时间调制的光学联合变换相关的方法对相邻两帧图像进行相关运算,测量出相对像移量。给出了使用该方法测量像移的原理,并搭建了实现该方法的实验平台。对不同像移图像的测量结果表明,在使用基于时间调制的光学相关法测量像移时,测量误差服从均值为0的正态分布,在显著水平为0.05下,像移测量误差的均方差不大于0.12个像元。

针对DS理论的目标识别无法满足组网雷达对同步性和实时性要求的问题,利用模糊隶属函数求解似然函数确定DS理论所需的基本概率赋值,建立基于矩阵分析的DS理论数学模型,并讨论该算法在组网雷达中的应用,根据实例进行仿真。结果显示:在不损失融合精度的前提下,收敛速度有效提高,计算所需时间并不随传感器数目的提高而出现指数爆炸。

战场电磁环境复杂度的评估,是研究战场电磁环境的最重要、最感兴趣的目标之一。为定量评估战场上电子对抗装备面临的电磁环境状况,构建了复杂度定量评估模型。首先提出了评估指标体系,建立了指标评估模型,再利用模糊层次分析法确定了指标的权重,根据电子对抗装备受电磁环境影响的程度情况,给出了电磁环境复杂度等级的四类划分标准,最后总结给出复杂度评估计算模型。通过实例对模型进行了计算验证。验证结果表明,所建评估模型能够定量反映出战场电磁环境的复杂状况,结果合理,符合实际,具有一定的**应用价值。

在HYFIX定位原理的基础上,建立了被动全向浮标HYFIX定位误差模型,通过计算机仿真分析了声纳作用距离、浮标布放间隔以及浮标布放阵形对被动全向浮标HYFIX定位精度的影响,为反潜机执行搜潜作战任务时,合理地选择浮标的布放间隔和布放阵形提供理论依据。

为了消除空域错误隐藏后出现的模糊和块效应,提出了基于SUSAN检测算子的空域自适应错误隐藏算法。算法首先利用SUSAN算子检测丢失宏块周围的边缘点,然后根据边缘点确定丢失宏块中边缘,最后根据边缘情况自适应地选择插值方法恢复丢失宏块。实验表明,丢失宏块边缘的检测受噪声影响很小,对孤立丢失块有较好的恢复效果且计算量较小。与传统空域错误隐藏算法相比,本文算法的峰值信噪比PSNR能提高大约1-3 dB。

景像匹配辅助惯性组合导航系统中的景像匹配算法必须同时具有克服旋转和小尺度变换的能力。通过分析发现,对数极坐标变换(LPT)能将它们分别转换为子变换图之间的循环、线性平移关系。鉴于经典的相位相关法检测的是图像间的线性平移,提出了一种改进相位相关法来检测循环平移,最终利用LPT变换和新相关法实现了景像匹配算法。仿真分析表明,当存在任意的旋转、小范围的尺度变化和噪声畸变时,本文算法匹配精度达到93％以上,时间在1.3s以内,基本满足了景像匹配辅助导航系统对图像匹配算法准确性和实时性的要求。