交叉粒子群算法在空间飞行目标定位中的应用

针对现有目标定位求解算法推导复杂、工程实现困难的缺点,提出了一种基于交叉粒子群算法的空间飞行目标定位方法。通过建立飞行目标定位模型,引入遗传算法中的交叉因子改进标准粒子群算法,实现了空间连续飞行目标的定位。仿真结果表明利用交叉粒子群算法能有效地对空间飞行目标进行定位,定位精度达到0.5%。该方法可广泛应用于导弹、飞机等飞行目标定位领域。     

基于领弹-从弹架构的无导引头导弹协同定位与制导方法

针对无导引头导弹在采用现有制导律时定位误差会产生较大脱靶量的问题,通过双领弹的领弹-从弹协同架构,设计了一种协同定位与制导策略,以实现无导引头导弹对静止目标的精确命中。基于扩展卡尔曼滤波,提出了一种无导引头导弹的协同定位方法。该协同定位方法与比例导引结合时存在终止时刻过载指令过大问题,因此设计一种新型变系数比例导引律,分析了变系数比例导引律的制导系数对脱靶量、终止时刻过载与最大过载的影响。仿真结果表明：采用所提出的协同定位方法可减小具有定位误差的无导引头导弹脱靶量,而采用变系数比例导引律可避免终止时刻过载指令过大。     

一种基于无迹卡尔曼滤波的UUV协同定位方法

多水下无人航行器(multi-UUV)协同定位技术是解决海洋中间层水下导航定位问题的重要途径,针对以往multi-UUV仅靠距离量测的协同导航定位精度低的问题,给出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)方法的UUV协同定位方法。利用从UUV的运动学方程和基于距离的量测方程建立了从UUV的导航模型,针对该非线性导航模型,采用UKF设计了导航滤波算法,避免了对非线性方程的线性化处理,实现了递推导航滤波算法,并与传统的航位推算方法进行了仿真对比。仿真结果表明,从UUV能够利用该导航滤波算法进行实时定位,比传统的航位推算方法具有更高的定位精度。     

基于自适应滤波技术的被动协同跟踪算法

为增强被动协同跟踪系统对复杂环境的适应性，提高跟踪精度和系统鲁棒性，提出了一种基于自适应滤波技术的目标跟踪算法。该算法通过基于Sage-Husa自适应噪声估计的无迹卡尔曼滤波对多站被动协同定位结果进行状态估计，并利用残差量的局部动态统计对噪声估计器进行改进，以提高噪声估计的准确性和稳定性。同时，引入协方差自相关量匹配判据来保证噪声方差阵的正定性，防止滤波发散。仿真结果表明，该方法可有效提高噪声估计精度，增强目标跟踪系统对环境的适应性，大幅提升跟踪性能。     

基于矢量对角加载的近场目标定位方法

针对采样数据少的情况下近场最小方差无畸变(MVDR)算法定位性能差的问题,提出一种基于矢量对角加载的近场MVDR定位方法。首先推导了基于任意型矢量阵的近场MVDR算法,并分析了算法在快拍数较少时性能下降原因;矢量对角加载方法利用采样数据协方差矩阵的标准差作为加载量完成对角加载处理,获得改善的协方差矩阵;最后通过仿真和实验数据验证改进算法的有效性和稳定性。验证结果表明,提出的方法能克服小快拍数据的影响,提高水雷对近场区域目标的定位稳定性。     

可变形翼战术导弹多体动力学特性

弹翼外形随飞行环境合理变化能提高导弹的飞行性能。为揭示变翼对导弹飞行动力学特性的影响机理,基于集中质量假设,利用动量及动量矩定理,构建了变翼导弹的多体动力学模型。首次提出一种基于Missile DATCOM的协同求解方法,以解决多体运动与瞬变气动的交叉问题。仿真研究表明,所提出的协同求解方法能快速有效地解算耦合快变气动参数的多体运动方程;变翼展与变后掠对应的移动质量及变翼速度因素对导弹飞行动力学特性有重要影响。     

基于非数据通信的导弹编队制导律算法

针对无数据链支持的作战条件下,仅利用导弹主动雷达导引头量测的弹间相对位置和相对速度等参数,基于多智能体一致性理论,提出一种适用于解决领从结构导弹编队队形控制问题的制导律算法。该算法在实现过程中无需各弹之间进行数据通信,即无需弹间数据链传递编队成员的绝对位置信息,就可实现既定队形的收敛和速度一致。应用代数图论证明了闭环制导控制系统的渐进稳定性,并基于坐标变换和导弹运动学方程,建立了编队控制过程中所需的导弹控制力模型。仿真结果表明该算法有效,适用于导弹编队系统的总体设计。     

基于改进粒子群算法的反舰导弹在线目标分配

针对反舰导弹预先目标分配无法应对战场环境动态变化的难题,提出了基于领弹、数据链、卫星定位技术的在线目标分配的设想。综合考虑影响反舰作战效能的各种因素,构建了目标分配优化模型和作战效能主要评价指标的计算模型。为了满足反舰导弹协同攻击在线目标分配的实时性要求,提出了一种改进的粒子群算法。首先通过设计编码方式避免了多导弹弹道交叉和初始粒子群中由于存在大量非可行解而导致搜索效率降低的问题;然后通过引入变异和交叉算子,既增加了解的多样性,又加快了解的收敛速度;最后通过线性变化惯性权重、认知系数和社会系数,进一步提高了算法的搜索精度和搜索效率。仿真结果表明,构建的模型和提出的算法能够快速有效地解决反舰导弹协同攻击在线目标分配问题。     

多平台反舰导弹协同航迹规划

为了提高反舰导弹突防概率，基于遗传算法提出了一种多平台反舰导弹协同航迹规划算法．首先，重点讨论了协同航迹的评价问题．为了达到同步攻击目的，同时使飞行代价最小，研究提出了随种群进化而变化的时间协同度评价策略．其次，探讨了多平台反舰导弹协同航迹规划算法的分解．最后，通过仿真算例校验了该算法寻优得到的诸航迹不仅可使导弹实现协同攻击，而且可以很好地规避威胁．     

基于强化学习的多发导弹协同攻击智能制导律

为实现多发导弹对目标的协同攻击,提升打击效能,提出一种基于深度确定性策略梯度下降神经网络的强化学习协同制导律。修正了基于线性交战动力学的剩余飞行时间估计方程,不再受小角度假设的约束,进而提高剩余飞行时间估计精度。以各弹的剩余飞行时间误差为协调变量,与各弹的剩余飞行距离一同作为强化学习算法的观测量。利用脱靶量和剩余飞行时间误差构造奖励函数,离线训练生成强化学习智能体。闭环制导过程中,强化学习智能体将实时生成可实现同时打击的制导指令。仿真结果表明：该强化学习制导律能够实现多发导弹对目标的同时攻击;与传统协同制导律相比,强化学习协同制导律的脱靶量较小,攻击时间误差也较小。     

基于Vicsek模型的导弹集群建模分析

首先以Vicsek模型为基础,分析和建立了导弹集群模型;接着基于Vicsek模型中交互信息的思想,介绍了基于协调变量的集中式多导弹协同控制策略及Leader-follower协同策略。通过仿真研究说明了协同策略的有效性,进一步针对不同协同模型进行分析比较,为导弹集群攻击的具体实现提供参考。     

网络化制导技术研究现状及发展趋势

网络化制导在协同作战方面显示了其潜力和优势。网络化制导技术主要包括基于多平台传感器网络信息的导弹制导技术和基于多导弹编队的网络化协同制导技术。本文重点论述了这两方面技术的发展现状,分析了单导弹的时空配准方法以及制导权移交策略和制导律切换方法等;对面向多导弹编队的网络化制导方法进行了描述,讨论了面向多飞行器网络化协同的时间一致性方法、空间一致性方法以及编队策略。分析了基于多飞机平台协同的单导弹以及多导弹编队的半主动制导和主动制导方法中存在的问题。最后,对未来网络化制导技术以及人工智能在网络化制导中的应用进行了展望。     

基于极大似然DOA估计的多阵列交叉定位研究

利用极大似然(ML)方法对远场目标的DOA进行估计,并将多个阵列的DOA估计进行交叉定位,从而实现远场目标的精确定位.同时针对单目标和多目标以及目标信号已知和未知时的CR下界进行分析;特别推导了时间同步误差的CR下界,认为时间同步误差的CR下界与时间同步方差、阵列几何关系和方位角有关;但与频率无关.在给出多DOA交叉定位算法的基础上,利用真实试验数据,分别使用基于时延估计的DOA算法和基于ML的DOA算法对远场目标进行交叉定位,结果表明,MLDOA的定位精度要高于时延估计DOA的定位精度.     

洋流影响下基于单领航者的多AUV协同导航

自主水下航行器（AUV）的协同导航是海洋工程研究中的重要问题,洋流估计是其中的主要难点之一。该文基于＂未知定常＂的洋流特性假设,结合单通信和导航辅助AUV（CNA）领航的协同定位原理,建立了洋流干扰下多AUV协同导航的定位转移损失函数。利用损失函数极小化方法给出了协同导航的定位最优估计准则,借助该准则得到了洋流误差估计和协同导航算法,实现了对AUV较为实时精确的定位。仿真结果表明,该算法能够较好地解决定常洋流作用下的多AUV协同导航问题,且定位精度较高,实时性好。研究成果有望为多AUV系统总体设计、导航路径规划及跟踪等方面提供理论基础和研究手段。     

多导弹攻击高机动目标的分布式协同制导关键技术

针对多枚导弹协同攻击高速机动目标的情形,将攻击时间和攻击位置的一致性作为需要实现的协同目标,通过多导弹之间的分布式信息交互和协同制导与控制,实现多导弹之间的协同攻击。针对这一技术,本文从几个不同的侧重点提出了需要解决的关键科学问题,并考虑从飞行制导方法、飞行控制制导一体化方法、多智能体一致性方法、微分博弈相结合的途径提出了可能的解决思路。     

基于多传感器交叉提示的临空高速目标探测体系

针对单一平台探测无法实现临空高速目标的连续高概率探测,提出了基于多传感器交叉提示的临空高速目标探测体系。该体系通过分析临空高速目标的探测需求并对传感器交叉提示基本概念、发生条件和传感器部署距离进行定量计算,同时搭建多传感器协同探测仿真平台对比分析有无运用交叉提示技术对目标覆盖效果的影响并对比验证了不同算法对预警探测的影响。仿真结果表明,天基、空基、地基(海基)等多传感器组网能够有效弥补单一探测平台的不足,并证明了多传感器协同组网探测的必要性和可行性,该算法在收敛速度、求解精度和算法运行时间上均优于改进蜂群算法和粒子群算法。     

单领航者相对位移测量的多自主水下航行器协同导航

针对单领航自主水下航行器(AUV)协同导航系统对定位精度和实时性的要求,提出了一种新的基于相对位移量测信息的协同导航方法.通过分析单领航AUV协同导航系统的定位原理和运动学模型,结合相邻采样时刻主、从AUV间相对位置的几何关系及航位推算信息,利用扩展的Kalman滤波(EKF)导航算法实现对从AUV的定位估计.与已有的...     

基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计

针对MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法在高斯色噪声背景下测向精度不理想的问题,提出基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计算法。该算法利用蕴含在接收数据延时相关函数中的角度信息,采用所有阵元接收数据的延时相关函数构造新的阵列输出矩阵,进而构造新的协方差矩阵,并进行奇异值分解,建立稀疏表示模型,使用l1范数法对稀疏模型进行求解实现色噪声环境下高分辨DOA估计。仿真实验表明,基于延时相关的稀疏表示模型的测向分辨率好于基于传统子空间的MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法,能降低协方差构造的复杂度,增强色噪声抑制能力。     

信息融合技术在导弹群组协同控制设计中的应用

提出了一种基于信息融合模型群组协同控制设计方法。首先,通过引入JDL信息融合模型,建立了导弹群组协同任务中多传感器构建与应用原则;其次,分析了多平台远程导弹群组协同作战使用中控制策略特点,并提出了协同任务与初始发射平台协同、自主编队协同、任务执行协同等使用过程中信息融合需求;最后,以远程导弹群组协同反大型水面舰艇编队作战为对象,剖析了群组协同设计方法与系统信息融合器设计、融合等级、处理方式等应用需求。上述方法解决了传统基于作战使用流程设计方法中系统约束层次不清、不确定因素多、设计需求不清晰等问题,明确了弹群组协同控制设计方法,将加快弹群组协同控制作战使用的实用化进程。     

带末端角度约束的多导弹协同制导律设计

为了实现饱和攻击与饱和防御,提出了一种针对机动目标的多导弹协同制导律。建立了视线坐标系下的弹目相对运动数学模型,设计了三阶扩张状态观测器,对目标机动加速度项和运动方程中的耦合项进行观测与跟踪。在导弹飞行前段,基于滑模变结构理论设计了攻击时间可控的多导弹时间协同制导律; 在导弹攻击末段,基于有限时间控制理论设计了满足终端角度约束的制导律,给出了导引律切换条件。仿真结果表明:该复合导引律能够使多枚导弹在满足攻击末端角度约束的条件下实现攻击时间协同; 该制导律采用完备的空空导弹轨迹控制系统进行仿真,能够满足实际工程应用的要求。