基于雷达组网的抗无人机新技术研究

介绍了无人机的概念和基本特性;主要讨论了雷达组网和数据融合的基本原理及其如何实现对敌无人机等弱小目标的检测与跟踪,在此基础上引入了检测跟踪的新方法,有效弥补了单机雷达的不足,便于防空决策的后续处理.     

干扰条件下防空情报雷达组网管控模型研究

针对压制式噪声干扰条件下防空情报雷达组网目标搜索的应用背景,研究了综合考虑探测系统性能和工作风险代价的雷达组网管控问题。通过分析干扰条件下情报雷达组网系统的管控决策变量、探测性能和工作代价,建立了基于规划论的管控模型。仿真结果表明,与未实施管控的情形相比,该模型在满足情报雷达组网工作性能要求的前提下节约了资源。     

基于合作博弈的组网雷达分布式功率分配方法

对于去中心化的雷达网络,由于网络拓扑切换和信息传输延时的存在,各雷达节点给出的全局资源分配方案可能不一致。针对此问题,将合作博弈的思想应用于多目标跟踪场景下的组网雷达节点功率分配问题。首先,将信干噪比(SINR)刻画为目标空间位置和雷达发射功率等参量的函数。然后,将去中心化的组网雷达节点功率分配问题建立为以SINR为特征函数的合作博弈模型。采用加权图的思想改进合作博弈Shapley值的计算方法,以降低其计算复杂度,并基于此提出合作博弈模型的快速求解算法。所提方法无需使用复杂的优化算法,实时性较好。仿真实验分析了不同雷达布阵方式对功率分配结果的影响,通过将不同的功率分配方法与所提方法进行对比,表明所提方法可以明显提升组网雷达的目标跟踪性能。     

多飞航导弹目标协同跟踪技术研究

针对多飞航导弹对目标协同跟踪精度较低的问题,提出了一种基于弹载雷达组网和GPS/INS组合导航的无偏不敏自适应融合跟踪算法。首先,通过领弹和攻击弹的优化布站,以有效提高多飞航导弹对目标的定位跟踪精度和突防能力;在时空协同的基础上,利用无偏不敏转换对各飞航导弹的目标量测进行预处理,以减小因旋转、平移和线性化误差所带来的影响;最后,结合统计双门限判决机制,利用自适应融合跟踪算法来有效实现多飞航导弹目标协同跟踪精度的提高。仿真结果表明,与现有的弹载雷达跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度。     

弹道导弹助推段拦截融合跟踪算法研究

针对空基雷达数据率低的特点,提出一种新的基于雷达/红外成像的机动目标跟踪信息融合算法.建立了弹道导弹目标机动模型和雷达/红外成像导引头观测方程,以动能拦截弹红外成像导引头数据更新时间为基准,以空基雷达采样周期为间隔对距离信息进行实时修正,推导了雷达/红外成像复合制导信息融合跟踪扩展卡尔曼滤波算法.仿真结果表明,该算法融...     

微动目标跟踪成像一体化的雷达资源优化调度算法

相控阵雷达可以同时担负搜索、跟踪、识别与成像等多种雷达任务。为了提高雷达对战场环境的感知能力并减轻雷达资源分配的冲突,提出一种微动目标跟踪成像一体化的雷达资源优化调度算法。该算法建立了包含微动目标成像任务的雷达优化调度模型并利用启发式算法求解,利用跟踪脉冲与调度剩余的空闲时间资源,动态地构造感知矩阵并采用正交匹配追踪（OMP）算法对微动目标进行特征提取并成像。仿真结果表明：该算法可以实现稀疏孔径条件下的微动目标成像,并具有良好的鲁棒性,同时进一步提高了雷达系统的资源利用率。     

气象雷达探鸟技术综述

气象雷达组网特别适用于大陆范围内鸟类大规模活动的观测。首先介绍了美国和欧洲相对成熟的基于气象雷达组网的鸟情预警系统，并对二者的性能进行了对比分析。然后，从目标回波幅度、高度分布、飞行速度和方向等方面分析了气象雷达飞鸟目标的回波特性，进而讨论了杂波抑制、气象信息剔除、飞鸟目标特征提取、机器学习、交叉验证等气象雷达鸟情信息提取技术。在此基础上，介绍了气象雷达组网探鸟在鸟类生态学研究和鸟击防范方面的应用。最后，从探测覆盖范围和气象雷达系统性能2个方面，讨论了在中国建立基于气象雷达组网的全国鸟情预警系统的初步构想。     

目标指示精度对跟踪雷达截获概率的影响

在分析压制干扰对目标指示精度影响的基础上,研究了目标指示精度对跟踪雷达截获目标概率的影响,将跟踪雷达截获目标的过程分为落入目标探测区域及发现目标两个过程,建立了相应的评价指标与模型,对模型进行了在不同的干扰及抗干扰条件下进行了仿真验证。     

雷达低空目标俯仰角跟踪的C2算法研究

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地降低了雷达低空目标仰俯角跟踪精度,甚至丢失目标。通过对多路径反射环境模型分析,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时仰俯角测量误差的产生原因,提出将传统的多目标分辨算法(C2算法)应用于低角多径环境下目标俯仰角的跟踪测量,并在不同多径反射环境下对不同高度、不同飞行速度和飞行方向的目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明该算法可较大地提高俯仰角跟踪测量精度。通过对仿真结果的分析,验证了该算法在低空目标跟踪中的有效性和可行性。     

一种基于扩展模型的隐身目标检测前跟踪方法

现有的检测前跟踪算法对高分辨雷达隐身目标模型适应性不强,从而容易导致跟踪发散。针对该问题,把粒子滤波与检测前跟踪算法相结合应用于扩展隐身目标的检测跟踪,提出了一种隐身目标扩展模型检测前跟踪方法。首先,采用扩展模型对目标的扩展属性进行假设检验,从而判断目标是否为扩展目标;然后,把目标扩展长度引入状态向量,进行基于扩展模型的隐身目标检测前跟踪（Track-before-detect,TBD）,克服粒子滤波易发散的不足,实现对目标空间长度的估计。仿真结果表明,该算法能够准确判断目标的扩展属性并进行有效的检测跟踪。     

基于多目标优化的运输机任务设备配置研究

为得到合理的任务设备配置比例,对运输机任务设备配置进行优化。军用运输机可执行多种任务类型,需要配置不同的任务设备以实现货舱构型的转换。任务设备的配置比例应兼顾任务成功率、经济性和利用率等多目标要求。为此,以小规模运输机队为研究对象,给出了任务设备配置目标优化原则和边界条件,建立了配置模型,运用线性加权和法进行求解,并进行了模型灵敏度分析和偏差分析,得出了各任务设备的最佳配置比例,可解决小规模运输机队的任务设备配置问题。实例证明了配置结果的有效性。     

基于OBDD的可修航天测控系统任务可靠性分析

基于顺序二元决策图(OBDD)理论,针对航天测控系统(TT&C系统)特点定义了新的OBDD数据结构,提出了一种考虑设备可修的TT&C系统任务可靠性分析方法.通过将各测控站的时间窗口划分为不同阶段,分析各阶段内设备逻辑关系并构建阶段OBDD模型,然后将所有阶段OBDD模型合并为最终的任务OBDD模型.采用连续时间Markov链(CTMC)分析可修设备的状态转移行为,基于新的OBDD数据结构给出了任务可靠性计算算法.与Markov方法和仿真方法的对比分析结果表明:所提出的方法能够精确计算设备可修的TT&C系统任务可靠性,设备数量多于30个时算法效率高于Markov方法.      

Psychological, psychiatric, and interpersonal aspects of long-duration space missions

America's future in space calls for manned missions that are of long duration and increasing complexity. Under these conditions, psychological and interpersonal stressors will take on added importance in affecting the safely of the crew and the outcome of the mission. Through an analysis of reports from manned American and Soviet space missions and Earth-bound simulations, several psychological, psychiatric, and interpersonal issues can be identified that could affect the success of the space station and other long-duration space ventures. Psychological issues include sleep problems, alteration in time sense, demographic effects, career motivation, transcendent experiences, homesickness, and alteration in perceptual sensitivities. Psychiatric issues include anxiety, depression, and psychosis, psychosomatic symptoms, emotional problems related to the stage of the mission, and postflight personality changes. Interpersonal issues include interpersonal tension, decreased cohesiveness over time, need for privacy, and task vs emotional leadership. Steps can be taken to minimize the impact of these issues, both before and during the mission.     

不同作战任务条件下的UCAV航路规划问题建模

UCAV航路规划是充分发挥UCAV作战优势、使任务复杂性与UCAV能力之间保持良好协调性所必须解决的关键问题。在分析UCAV航路规划技术的基本概念和基本要求的基础上,针对不同作战任务条件下的UCAV航路规划问题进行了建模研究,分别建立了单UCAV航路规划、单UCAV多航路规划以及多UCAV协同航路规划等数学模型。     

Optimal planning for a multi-debris active removal mission with a partial debris capture strategy

In this paper, a new mission model, called a multi-debris active removal mission with partial debris capture strategy, is proposed. The model assumes that a platform only captures part of the scheduled debris at a time and then releases these debris pieces to a disposal orbit. This process is then repeated until all of the scheduled debris is removed. A genetic algorithm with a multiparameter concatenated coding method is designed to optimize the plan of a multi-debris active removal mission wit...     

An Automatic System for the Control of Multiple Drone Aircraft

A conceptual system is proposed and described for the control of a multiplicity of drone aircraft. Each target (drone) aircraft is controlled, during a given mission, over a separate preprogrammed path comprised of straight line and circular arc segments. Full control of each target's altitude, plan position, and velocity is available. Position measurement can be obtained by use of either a radar or a bilateration method where altitude is measured in either case by each aircraft and telemetered to a central control point. Velocity is obtained by smoothing position data in a central computer, which also controls the entire mission complex.     

大跨时空任务背景下的太阳能无人机任务规划技术研究进展

通过任务规划技术合理的优化太阳能无人机的飞行轨迹和动力学参数,能够有效提高太阳能无人机的能量利用率,使其胜任许多大范围跨时间跨空间飞行任务。从能量建模、续航评估和能量管理策略3个方面对大跨时空任务背景下太阳能无人机任务规划技术的研究进展进行了综述。在能量建模方面,介绍了当前主流的太阳辐射模型和能量生产基本框架;在续航评估方面,分析了目前的指标设计和应用方法;在能量管理策略方面,从能量综合应用、风力滑翔机制、轨迹优化方法和面向特定任务的应用4个角度,梳理了当前的研究现状。最后,对该领域未来可能的研究方向进行了展望。     

Mission segment division of the whole aeroengine loading spectrum based on flight actions

This paper studies on a division method of the whole aeroengine loading spectrum flight mission segment and rotor speed mission segment, which is based on the actual flight actions and related to the flight operations of aeroengine and is suitable for the variable-speed aeroengines such as turbojet and turbofan. Through the research, the aeroengine loading spectrum operation-related mission segments can be divided, which can provide important data basis for the life research on the structures wh...     

Flight trajectory optimization of sun-tracking solar aircraft under the constraint of mission region

The optimal yawing angle of sun-tracking solar aircraft is tightly related to the solar azimuth angle, which results in a large arc flight path to dynamically track the sun position. However, the limited detection range of payload usually requires solar aircraft to loiter over areas of interest for persistent surveillance missions. The large arc sun-tracking flight may cause the target area on the ground to be outside the maximum coverage area of payload. The present study therefore develops an optimal flight control approach for planning the flight path of sun-tracking solar aircraft within a mission region. The proposed method enables sun-tracking solar aircraft to maintain the optimal yawing angle most of the time during daylight flight, except when the aircraft reverses its direction by turning flight. For a circular region with a mission radius of 50 km, the optimal flight trajectory and controls of an example Λ-shaped sun-tracking solar aircraft are investigated theoretically. Results demonstrate the effectiveness of the proposed approach to optimize the flight path of the sun-tracking aircraft under the given circular region while maximizing the battery input power. Furthermore, the effects of varying the mission radius on energy performance are explored numerically. It has been proved that both net energy and energy balance remain nearly constant as the radius constraint varies, which enables the solar aircraft to achieve perpetual flight at almost the same latitude as the large arc flight. The method and results presented in this paper can provide reference for the persistent operation of sun-tracking solar aircraft within specific mission areas.     

基于弹道逃逸和小推力捕获的地月转移轨道设计

针对地月空间货运任务和环月轨道空间设施建设任务,提出一种弹道逃逸和小推力捕获相结合的新型地月轨道转移模式,并建立了一整套该类型轨道设计方法。首先,在三体模型假设下分别建立地心弹道逃逸轨道和月心小推力捕获轨道的二维极坐标动力学模型。对于弹道逃逸轨道,将地心旋转系对准角和地月转移加速速度增量作为控制变量,提出初值估计解析公式,并应用序列二次规划算法进行快速求解。对于小推力捕获轨道,以月心距为参考量设置与弹道逃逸轨道的拼接点约束,提出能量匹配方法预估飞行时间,采用最优螺旋轨道的初始伴随状态解析式预估近月点伴随变量初值。基于混合法和轨道逆推思想,采用人工免疫算法进行小推力捕获轨道求解。仿真结果表明,基于弹道逃逸和小推力捕获的地月轨道转移方式大幅降低了近月制动燃料消耗,能快速穿越地球辐射带,且飞行时间适中;同时,提出的轨道设计方法能快速搜索到基于弹道逃逸和小推力捕获的地月转移轨道,验证了该方法的有效性。