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基于DoDAF的航空装备智能保障系统体系结构建模

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 640-648页

作者：苗学问董骁雄钱征文胡杨李牧东中国人民解放军93184部队北京100038

保障系统结构建模是发展和构建新一代航空装备智能保障系统的重要基础。航空装备保障系统涉及保障要素多、交联关系复杂,需从系统工程的角度开展顶层设计,并采用统一的结构框架对其体系结构进行建模表征。引入美国国防部架构框架(Depart... 详细信息

保障系统结构建模是发展和构建新一代航空装备智能保障系统的重要基础。航空装备保障系统涉及保障要素多、交联关系复杂,需从系统工程的角度开展顶层设计,并采用统一的结构框架对其体系结构进行建模表征。引入美国国防部架构框架(Departmeant of Defense Architecture Framework,DoDAF)体系结构框架,提出基于“概念-任务-能力”的体系结构开发序列,构建航空装备智能保障系统的能力、保障活动、各保障要素的信息交互及组织关系等视图模型,得到“能力层-需求层-技术层”之间的对应关系。该方法能够全面地描述航空装备智能保障系统体系结构,提高不同保障要素之间的互操作性,并将其转化为具体的设计要求,可为航空装备智能保障系统开发提供支持。

关键词：航空装备智能保障系统美国国防部架构框架基于模型的系统工程

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低反射电阻阵列加载单锥TEM室研制与测试

高电压技术 2024年第3期50卷 1340-1347页

作者：王晓嘉周恒张守龙蒋廷勇孙一飞刘真中国人民解放军63660部队洛阳471000

为了减小单锥末端反射、拓展镜面单锥TEM室时间窗,基于母线长0.9 m单锥TEM室计算了不同电阻加载条件下的馈电端口电压反射系数,通过搭建电阻阵列加载单锥TEM室实验平台对仿真结果进行了验证,在此基础上,通过改进锥体吊装结构、调整镜面... 详细信息

为了减小单锥末端反射、拓展镜面单锥TEM室时间窗,基于母线长0.9 m单锥TEM室计算了不同电阻加载条件下的馈电端口电压反射系数,通过搭建电阻阵列加载单锥TEM室实验平台对仿真结果进行了验证,在此基础上,通过改进锥体吊装结构、调整镜面板与吸波材料之间距离等方式对单锥结构进行了优化,设计并研制了国内首个低反射单锥微波暗室。研究结果表明,在单锥锥体末端与镜面板边缘之间加载阻抗匹配回路,解决了单锥TEM室低频吸收问题,减小了单锥TEM室末端反射,突破了由母线长度决定的时间窗限制,拓展了单锥TEM室的适用范围,实现了HEMP、LEMP等瞬态电磁脉冲传感器幅值灵敏度和波形保真度的全校准。

关键词：电阻加载时间窗单锥TEM室传感器校准和标定低反射标准场微波暗室

基于制冷型红外系统逐像元标定的空中目标红外辐射亮度计算模型

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光学学报 2024年第12期44卷 225-232页

作者：甘世奇王伟超袁光福武佩剑吴统邦中国人民解放军95859部队甘肃酒泉735018

基于制冷型红外系统焦平面阵列逐像元标定,提出了一种适用于空中拓展目标的红外辐射亮度计算模型。该模型通过对逐个像元进行单独标定得到整个焦平面阵列的响应增益系数矩阵和偏置矩阵,用于修正空间域上标定系数的非均匀性带来的误差,... 详细信息

基于制冷型红外系统焦平面阵列逐像元标定,提出了一种适用于空中拓展目标的红外辐射亮度计算模型。该模型通过对逐个像元进行单独标定得到整个焦平面阵列的响应增益系数矩阵和偏置矩阵,用于修正空间域上标定系数的非均匀性带来的误差,有效提升对空中拓展目标的红外辐射亮度计算准确度。开展大口径红外面源黑体标定实验和外场验证实验,以对模型的正确性和准确度进行验证。结果表明,与传统方法相比:在不考虑大气测量误差的情况下,所提模型计算的均匀拓展目标辐射亮度的相对误差平均减小8.58%,误差偏离程度平均减小0.60;在考虑大气程辐射和透过率测量误差的情况下,相对误差平均减小7.23%,计算误差偏离程度平均减小2.25,计算结果更接近目标真实值。本文模型可为开展空中目标红外辐射特性测量和理论研究提供有益的参考。

关键词：测量红外标定辐射亮度空中目标计算模型逐像元

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基于注意力交互的可见光红外跟踪算法

光学精密工程 2024年第3期32卷 435-444页

作者：王暐付飞亚雷灏唐自力中国人民解放军63870部队陕西渭南714299

在可见光红外跟踪(RGB and Thermal Infrared Tracking,RGB-T)的研究中,为了在常规跟踪算法的基础上实现两个模态的有效融合,基于注意力机制提出了一种基于注意力交互的RGB-T跟踪算法。该算法引入注意力机制对可见光和红外两种模态的图... 详细信息

在可见光红外跟踪(RGB and Thermal Infrared Tracking,RGB-T)的研究中,为了在常规跟踪算法的基础上实现两个模态的有效融合,基于注意力机制提出了一种基于注意力交互的RGB-T跟踪算法。该算法引入注意力机制对可见光和红外两种模态的图像特征进行增强和融合,设计了自特征增强编码器对单一模态的特征进行增强,设计了互特征解码器对两个模态增强后的特征进行交互融合。编码器和解码器均采用两层注意力模块。为了减小算法模型的复杂度,对传统注意力模块进行简化,将全连接层改为1×1卷积。此外,该算法对多个卷积层的特征均进行分层融合,以充分挖掘各层卷积特征中的细节和语义信息。在GTOT,RGBT234和LasHeR三个数据集上进行对比测试。实验结果表明,所提算法性能优异,特别是在RGBT234和LasHeR这两个大规模数据集上取得了最优的跟踪结果,验证了注意力机制在RGB-T跟踪中的有效性。

关键词：可见光红外跟踪注意力机制多模态特征融合特征增强

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基于压缩残差网络的雷达辐射源识别方法研究

强激光与粒子束 2024年第4期36卷 113-122页

作者：郭恩泽刘正堂崔博刘国彬史航宇蒋旭中国人民解放军63893部队河南洛阳471003 中国人民解放军63896部队河南洛阳471003

针对低信噪比条件下,现有的雷达辐射源信号识别方法存在识别正确率低、时效性差的问题,提出了一种基于压缩残差网络的雷达辐射源信号识别方法。首先,利用Choi-Williams分布的时频分析方法将时域信号转换为二维时频图像;然后,根据应用场... 详细信息

针对低信噪比条件下,现有的雷达辐射源信号识别方法存在识别正确率低、时效性差的问题,提出了一种基于压缩残差网络的雷达辐射源信号识别方法。首先,利用Choi-Williams分布的时频分析方法将时域信号转换为二维时频图像;然后,根据应用场景特点,选择卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)“压缩”范围;最后,构建压缩残差网络来自动提取图像特征并完成分类。仿真实验结果表明,在同等体量的设计下,与当前较为常用的标准CNN以及ResNet模型相比,所提模型能够降低信号识别运行时间约88%,在信噪比为-14 dB条件下对14种雷达辐射源信号的平均识别率高约5%。提供了一种高效的雷达辐射源信号智能识别方法,具有潜在的工程应用前景。

关键词：压缩残差网络时频分析雷达辐射源识别深度学习扩张卷积

基于一维变分法的微波辐射计反演边界层温湿廓线

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1699-1708页

作者：黄威李宛桐胡帅脱宇峰鱼艇倪祥龙中国人民解放军63898部队河南济源459000 天津气象雷达研究试验中心天津300061 中国人民解放军国防科技大学气象海洋学院长沙410073 中国人民解放军63891部队河南洛阳471000

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛... 详细信息

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛率不高等问题,提出利用地面气象要素改进算法在近地面层的反演精度和引入正则化算子提升算法的收敛特性.利用探空数据对上述改进方法的提升效果进行验证,结果表明:地面气象要素的引入使得反演算法在地表温湿度的均方根误差分别降低了78.2%和55.5%,对于上层大气温湿廓线也有小幅提升;正则化算子对算法的反演时间和反演精度影响很小,但是可以显著地减少未收敛样本个数和提升反演廓线的质量.

关键词：一维变分温湿廓线微波辐射计正则化算子

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基于YOLO的航管一次雷达目标检测方法

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 143-151页

作者：施端阳林强胡冰杜小帅空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95174部队湖北武汉430040 中国人民解放军94005部队甘肃酒泉735000

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷... 详细信息

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷达目标图像数据集。然后,改进YOLO检测模型的网络结构、特征融合策略和损失函数以提高模型的精度,并引入迁移学习思想,利用预训练的深度学习网络提取图像特征,降低了检测模型对训练样本量的要求。最后,在自建数据集上对YOLO目标检测方法进行了实验验证。航管一次雷达实测数据的实验证明:与传统CFAR检测方法和两阶段的快速区域卷积神经网络(region convolutional neural networks,R-CNN)检测方法相比,所提方法的目标检测率大幅提高,虚警率明显降低,且实现了实时检测。

关键词：航管一次雷达深度学习目标检测 YOLO

基于环量控制的虚拟舵面飞行器概念与设计综述

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航空学报 2024年第6期45卷 48-73页

作者：张艳华张登成周章文雷玉昌李林空军工程大学航空工程学院西安710038 中国人民解放军95034部队百色542899 中国人民解放军93318部队铁岭112300

利用环量控制替代机械舵面,构建的虚拟舵面飞行器在短距起降、高隐身、久航远航和机动飞行等方面具有性能优势,对未来无舵面飞翼布局飞行器的研究具有重要意义。本文通过梳理国内外环量控制技术的发展历程,明确了虚拟舵面飞行控制的发... 详细信息

利用环量控制替代机械舵面,构建的虚拟舵面飞行器在短距起降、高隐身、久航远航和机动飞行等方面具有性能优势,对未来无舵面飞翼布局飞行器的研究具有重要意义。本文通过梳理国内外环量控制技术的发展历程,明确了虚拟舵面飞行控制的发展趋势;介绍GACC翼型不同动量系数、迎角的升力特性以及单射流、双射流的气动特性,阐述了环量控制提高升力、形成虚拟舵面实现飞行控制的作用原理;基于SACOON平台在滚转、俯仰和偏航不同方向的力矩特性,验证了虚拟舵面优于机械舵面的控制效果;从环量控制翼型、气动布局、射流作动系统与射流飞控系统4个主要方面提出虚拟舵面飞行器的概念和设计思路;重点关注引气系统、舵面高效性、一体化设计、安全适应性等方面存在的问题和解决思路,推动虚拟舵面飞行器的工程应用。综述内容为环量控制技术应用于未来无舵面飞行器提供了一定的理论参考。

关键词：环量控制虚拟舵面飞行器设计升力射流动量系数

多GPU系统的高速互联技术与拓扑发展现状研究

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航空兵器 2024年第1期31卷 23-31页

作者：崔晨吴迪陶业荣赵艳丽中国人民解放军63891部队河南洛阳471003

多GPU系统通过横向扩展实现性能提升,以满足人工智能日趋复杂的算法和持续激增的数据所带来的不断增长的计算需求。对于多GPU系统而言,处理器间的互联带宽以及系统的拓扑是决定系统性能的关键因素。在传统的基于PCIe的多GPU系统中,PCIe... 详细信息

多GPU系统通过横向扩展实现性能提升,以满足人工智能日趋复杂的算法和持续激增的数据所带来的不断增长的计算需求。对于多GPU系统而言,处理器间的互联带宽以及系统的拓扑是决定系统性能的关键因素。在传统的基于PCIe的多GPU系统中,PCIe带宽是限制系统性能的瓶颈。当前,面向GPU的高速互联技术成为解决多GPU系统带宽限制问题的有效方法。本文首先介绍了传统多GPU系统所采用的PCIe互联技术及其典型拓扑,然后以Nvidia NVLink、AMD Infinity Fabric Link、Intel X^(e) Link、壁仞科技BLink为例,对国内外代表性GPU厂商的面向GPU的高速互联技术及其拓扑进行了梳理分析,最后讨论了关于互联技术的研究启示。

关键词：多GPU系统高速互联技术拓扑互联带宽数据中心