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基于贝叶斯神经网络的船用惯导定位修正方法

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1393-1400页

作者：周红进宋辉范文良王苏谷东亮海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018 国家检察官学院信息技术部北京102206

船用惯性导航系统(inertial navigation system, INS)通常采用与全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航的方式提高其长时间工作的定位精度。当GNSS失效时,其定位误差将随时间迅速发散。针对这一问题,设... 详细信息

船用惯性导航系统(inertial navigation system, INS)通常采用与全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航的方式提高其长时间工作的定位精度。当GNSS失效时,其定位误差将随时间迅速发散。针对这一问题,设计了采用反向传播神经网络(back propagate neural network, BPNN)、根据INS原始输出数据拟合修正经纬度的定位修正方案,提出了基于Bayesian算法更新网络权重系数的方法,结合理论分析和试验研究确定了神经元个数与训练数据集的分配方案。实船试验结果表明,当GNSS失效时,在后续2 h,通过24 h历史数据训练得到的神经网络修正INS位置,相比INS独立工作时的定位误差,修正后误差均值下降了63%,误差最大值下降约50%,最小值下降至0。

关键词：惯性导航系统全球卫星导航系统失效反向传播神经网络 Bayesian算法定位误差

“21世纪海上丝绸之路”:海上风能的宏观与微观等级区划

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哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1258-1265页

作者：郑崇伟海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018

以风能宏观战略布局、微观精准选址对合理资源等级区划的迫切需求为牵引,本文采用Delphi法,充分考虑资源特征、环境风险、成本效益,对“21世纪海上丝绸之路”(“海上丝路”)及关键海域的风能展开了常规需求、商业开发、应急供电、用电... 详细信息

以风能宏观战略布局、微观精准选址对合理资源等级区划的迫切需求为牵引,本文采用Delphi法,充分考虑资源特征、环境风险、成本效益,对“21世纪海上丝绸之路”(“海上丝路”)及关键海域的风能展开了常规需求、商业开发、应急供电、用电量巨大几种情景下的宏观和微观等级区划。研究结果表明:从“海上丝路”的风能宏观等级区划来看,大部分区域的风能属于较丰富区和丰富区(风能等级期望值大于0.5),索马里近海、马纳尔湾、斯里兰卡东南近海、南海大风区为风能等级的相对大值中心。从斯里兰卡海域的风能微观等级区划来看,相对富集区分布于斯里兰卡和印度半岛之间的海峡、斯里兰卡东南部近海(风能等级期望值在0.7以上);贫乏区为印度半岛东西海岸、斯里兰卡东部近海和西南部近海。

关键词： 21世纪海上丝绸之路斯里兰卡风能等级区划资源特征环境风险成本效益战略布局精准选址

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有界流场中潜艇水压场特性的预报方法和重要特征

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兵工学报 2024年第2期45卷 527-540页

作者：邓辉张志宏易文彬王尔力海军工程大学基础部湖北武汉430033

潜艇水压场特性是信息化海战场的重要信息源。基于势流理论研究潜艇水压场特性的工程简化预报方法,构建基于兰金体线型的解析模型和基于回转体线型的数值模型,预估多种线型的潜艇水压场特性,并在验证性研究基础上,揭示潜艇线型、潜深等... 详细信息

潜艇水压场特性是信息化海战场的重要信息源。基于势流理论研究潜艇水压场特性的工程简化预报方法,构建基于兰金体线型的解析模型和基于回转体线型的数值模型,预估多种线型的潜艇水压场特性,并在验证性研究基础上,揭示潜艇线型、潜深等因素对潜艇水压场负压峰值、负压持续时间等重要特征的影响规律。研究结果表明:随着潜深增大,潜艇水压场负压区形状由单峰值的V形逐渐变为U形,甚至双峰值的W形,线型、潜深等因素对重要特征的影响逐渐增强;同一潜深下,随着航速增大,负压持续时间均呈现先突增、后缓降规律,且无论艇体胖瘦,其水压场重要特征在1倍艇长的横距外均已衰减,即该横距外水雷已难以捕捉其目标特性。

关键词：潜艇水压场建模方法特性预报负压持续时间负压峰值

基于深度自编码器的核动力历史异常数据检测技术研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 207-213页

作者：杨继红陈玲王晓龙张永发高明海军工程大学核科学技术学院武汉430033 海军92330部队

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数... 详细信息

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数据重构误差大小判断其是否异常。研究结果表明,深度自编码器对正常数据重构能力较好,对异常数据重构能力不足。因此,通过比较重构误差大小,深度自编码器能够有效检测出核动力历史异常数据,其性能优于一类支持向量机,可以为核动力装置状态评估提供相关依据。

关键词：核动力异常检测重构误差深度自编码器

浅水规则波中舰船航行引起的压力场目标特性快速算法

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兵工学报 2024年

作者：邓辉李沛豪易文彬夏维学孟庆昌海军工程大学基础部

舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源，而舰船航行遭遇波浪，船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰，影响目标的预判与识别。为此，针对浅水规则波环境，开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究... 详细信息

舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源，而舰船航行遭遇波浪，船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰，影响目标的预判与识别。为此，针对浅水规则波环境，开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究。基于浅水波动理论结合造波源项与移动压力项法，建立适用于浅水规则波环境的压力场建模方法，提出灵活高效的算法，并独立编写预报程序，逐步实现浅水规则波环境、静水中舰船压力场模拟以及舰船迎浪航行引起的压力时空演变特性预报。在验证性研究基础上，对比分析了船、浪遭遇前后引起的压力场特性，以及亚、超临界航速下压力分布特性，揭示波浪对压力场特性的影响，为海洋环境干扰下舰船目标特性的预报与识别提供理论依据和技术支撑。

关键词：舰船波浪环境压力场快速预报算法目标特性

基于改进差分进化算法的水下恒定电流元定位方法

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：陈聪吴旭孙嘉庆王文龙侯云甫海军工程大学基础部

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求，提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据，并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。首先从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位... 详细信息

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求，提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据，并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。首先从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位表达式出发，通过建立目标函数，将电流元的定位问题转化为目标函数最小值优化问题；然后引入参数自适应策略和边界变异处理机制，以解决基本差分进化算法存在的易陷入局部最优解、收敛性差、抗噪能力弱等问题。仿真分析和实验室定位结果表明，所提出的边界变异自适应差分进化算法在解决水下恒定电流元定位问题时，具有不依赖初值、搜索范围大、抗噪性能好等优点，具有较强的实用性。

关键词：电场定位非线性方程组差分进化参数自适应边界变异恒定电流元

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水下声学导航网络节点区域最优布局方法

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 282-289,313页

作者：王永召赵杨陈伟刘猛天津航海仪器研究所天津300131 31529部队北京100042 中国船舶航海保障技术实验室天津300131

为实现水下声学导航网络节点满足区域定位精度需求,同时满足节点布局数量及费效比最优,提出了一种水下声学导航网络节点最优布局方法。根据节点布局间距和定位误差关系,选定满足定位精度需求的最大节点布局间距,采用2D网格生成算法控制... 详细信息

为实现水下声学导航网络节点满足区域定位精度需求,同时满足节点布局数量及费效比最优,提出了一种水下声学导航网络节点最优布局方法。根据节点布局间距和定位误差关系,选定满足定位精度需求的最大节点布局间距,采用2D网格生成算法控制节点间距在最大间距,以实现导航网络节点的自动化最优布局。考虑海底地形遮挡声源情况,利用地形开角与临界开角和小开角临界值的对比,快速确定区域布局风险区并在2D网格生成算法中设置不可布局区域,进一步优化实际海底地形导航网络节点布局。通过某实际海域导航网络区域布局的仿真实验验证,所提方法可实现100 m定位误差的预期设计需求,并满足布局节点数量最优。

关键词：水下声学导航网络节点布局射线声学海底地形

基于图分级的水下有向传感器网络栅栏覆盖策略

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 22-30页

作者：常娟申晓红王海燕赵红言李祥祥西北工业大学航海学院西安710072 空军工程大学基础部西安710051

栅栏覆盖问题近年来已成为水下传感器网络研究的热点,但水下有向传感器网络的栅栏覆盖问题尚未得到足够的重视。随机部署前提下的水下静态有向传感器网络的栅栏覆盖难度较大,因此目前关于该问题的相关研究成果较少。为弥补这方面研究的... 详细信息

栅栏覆盖问题近年来已成为水下传感器网络研究的热点,但水下有向传感器网络的栅栏覆盖问题尚未得到足够的重视。随机部署前提下的水下静态有向传感器网络的栅栏覆盖难度较大,因此目前关于该问题的相关研究成果较少。为弥补这方面研究的不足,该文提出一种基于图分级的有向传感器网络首次栅栏覆盖策略。首先,该策略深入研究了多种位置关系下两个相邻节点之间满足强(弱)连接的条件;其次,利用位置关系条件构建分级图,从中选取合适节点进行栅栏的首次构建。仿真实验结果表明:采用该算法对静态有向传感器网络进行栅栏首次构建在确保较高成功率的前提下采用的节点数更少,保证了较高的网络检测概率和较长的网络寿命。

关键词：水下有向传感器网络栅栏覆盖分级图覆盖图

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基于综合犹豫模糊熵的多属性决策研究

控制与决策 2024年第6期39卷 2022-2030页

作者：刘赢关欣李易城海军航空大学山东烟台264001 93116部队沈阳110000

针对犹豫模糊集现有熵测度存在的计算过程复杂以及反直觉等现象,提出一种综合犹豫模糊熵,并基于累积前景理论,改进传统的TOPSIS决策方法,构建属性权重未知下的多属性决策模型.首先,在模糊度和非明确度的基础上,给出犹豫模糊熵新的公理... 详细信息

针对犹豫模糊集现有熵测度存在的计算过程复杂以及反直觉等现象,提出一种综合犹豫模糊熵,并基于累积前景理论,改进传统的TOPSIS决策方法,构建属性权重未知下的多属性决策模型.首先,在模糊度和非明确度的基础上,给出犹豫模糊熵新的公理化定义;然后,定义综合犹豫模糊熵,并证明其满足新的公理化定义,与现有犹豫模糊熵的对比分析表明,综合犹豫模糊熵在更为合理表征犹豫模糊元模糊性的同时,也解决了反直觉的问题;最后应用改进TOPSIS方法对所提出的综合性熵测度进行仿真分析,通过实例分析验证所提出的犹豫模糊熵的有效性.相比现有熵测度,综合犹豫模糊熵还具有计算简单和易于理解等优点,改进TOPSIS方法能够考虑决策者的心理偏好,相比传统决策手段,其决策效果更为合理.

关键词：犹豫模糊集犹豫模糊熵模糊度非明确度累积前景理论改进TOPSIS方法