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基于时序网络仿真和贡献率的预警作战体系任务支持能力评估

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兵工学报 2024年第4期45卷 1237-1251页

作者：俞锦涛肖兵崔玉竹亓冬严韬空军预警学院信息对抗系湖北武汉430019 空军预警学院预警情报系湖北武汉430019 之江实验室浙江杭州311121 武警士官学校浙江杭州310030 空军预警学院空天预警系湖北武汉430019

针对预警作战体系任务支持能力评估出现的网络化建模存在能力误差、任务能力缺乏动态特性以及评估结果与现实效果存在一定误差等问题,提出基于时序网络仿真和贡献率的作战体系任务支持能力评估方法。基于预警作战体系的静态网络模型,将... 详细信息

针对预警作战体系任务支持能力评估出现的网络化建模存在能力误差、任务能力缺乏动态特性以及评估结果与现实效果存在一定误差等问题,提出基于时序网络仿真和贡献率的作战体系任务支持能力评估方法。基于预警作战体系的静态网络模型,将其拓展到时序网络层面,并定义时序路径和时序效能环;根据任务层次分解将任务需求和能力进行匹配;建立时序网络和多Agent仿真的映射关系,构建贴近实际作战的仿真框架;利用贡献率的思想在蒙特卡洛仿真数据基础上分析预警作战体系的任务支持能力,将非对称高斯隶属函数表示的不确定指标和统计结果表示的精确指标用相似度权重进行集成,计算得到不同作战单元在体系中的任务支持能力。实验结果表明,所提方法有效可行,能够贴近装备实际能力,缩小与现实结果的评估误差,为体系能力评估和装备需求论证提供了技术支撑。

关键词：时序网络时序效能环预警作战体系蒙特卡洛仿真任务支持能力

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自相关加权融合的高精度频率估计算法

国防科技大学学报 2024年第4期46卷 222-228页

作者：刘康何明浩陈昌孝曾莎李争空军预警学院信息对抗系湖北武汉430019

为保证雷达对抗侦察系统在复杂电磁环境下的工作性能,提出了一种基于自相关加权融合的多段信号频率估计算法。对各段含噪信号进行自相关处理得到初相位为零、频率与原信号一致的高信噪比正弦信号,利用反余切算子构建支持度矩阵对自相关... 详细信息

为保证雷达对抗侦察系统在复杂电磁环境下的工作性能,提出了一种基于自相关加权融合的多段信号频率估计算法。对各段含噪信号进行自相关处理得到初相位为零、频率与原信号一致的高信噪比正弦信号,利用反余切算子构建支持度矩阵对自相关信号进行实时加权融合,在粗估计基础上建立参考信号,通过最小化误差函数求得高精度频率估计结果。仿真结果表明,相较于现有算法,本文算法在满足较低计算量的同时,不但精度明显提高,且在不同信噪比、信号长度以及信号异常等条件下均具备稳定的估计性能,为基于多传感器的雷达对抗情报侦察提供了参考。

关键词：多段信号融合频率估计自相关实时加权误差函数

基于责任区划分的雷达网探测高超声速目标资源管理

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航空学报 2024年第8期45卷 218-228页

作者：郑建成曲智国谭贤四李志淮朱刚李陆军刘伟空军预警学院防空预警装备系武汉430019 中国人民解放军95246部队南宁530007 空军预警学院雷达士官学校武汉430300

针对高超声速目标机动能力强导致对其实时跟踪分配计算量大的问题,提出了一种基于雷达网责任区划分的资源管理方法。通过将雷达网发射的能量和延迟跟踪代价之和最小化作为优化目标,建立雷达网资源管理模型,根据模型求解结果提出最小化... 详细信息

针对高超声速目标机动能力强导致对其实时跟踪分配计算量大的问题,提出了一种基于雷达网责任区划分的资源管理方法。通过将雷达网发射的能量和延迟跟踪代价之和最小化作为优化目标,建立雷达网资源管理模型,根据模型求解结果提出最小化网内雷达最大资源需求的责任区划分方法,推导考虑目标分布密度的责任区最优划分公式,将雷达网探测高超声速目标的资源分配问题简化为确定目标落入哪个区域的问题,实现对该类目标的预先跟踪分配。仿真结果表明,对跟踪性能影响不大的情况下,所提方法可对防御区域内最大约40%的目标跟踪任务进行预先分配,显著降低了实时目标分配算法的计算量,雷达资源使用的鲁棒性较好。

关键词：雷达网高超声速目标跟踪分配责任区划分目标密度

一种基于雷达探测性能的防空预警情报时效性评估方法

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战术导弹技术 2024年第1期 68-74页

作者：魏维斌兰旭辉彭思勇空军预警学院武汉430019

针对防空预警作战中,防空预警情报时效性因涉及因素多、指标体系不全面、缺乏统一量化评估方法的问题,基于雷达探测性能提出了一种防空预警情报时效性的评估方法。对防空预警情报时效性进行了明确的定义,建立了防空预警情报时效性计算... 详细信息

针对防空预警作战中,防空预警情报时效性因涉及因素多、指标体系不全面、缺乏统一量化评估方法的问题,基于雷达探测性能提出了一种防空预警情报时效性的评估方法。对防空预警情报时效性进行了明确的定义,建立了防空预警情报时效性计算模型。通过目标速度、装备性能、航路捷径三个方面的仿真,讨论了目标性质信息研判周期与防空预警情报时效性的函数关系,验证了防空预警情报时效性评估方法可有效量化评估防空预警情报时效性。仿真结果表明,所提方法能有效给出不同雷达装备在预警探测不同目标时,其情报时效性产生的差异,为准确、统一评估防空预警情报质量、优化防空预警流程提供参考。

关键词：雷达探测性能防空预警预警探测情报时效性量化评估

改进的自适应扩展卡尔曼滤波雷达目标跟踪算法

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火力与指挥控制 2024年第3期49卷 19-24页

作者：杨遵立张衡吕伟余娟张从胜空军预警学院武汉430019

卡尔曼滤波是雷达目标跟踪场景最常用的目标状态跟踪估计算法,但针对非线性运动模型和噪声模型适配失配后,其滤波算法跟踪精度会出现下降。针对这些问题,提出一种机动目标场景下改进自适应扩展卡尔曼滤波的雷达目标跟踪算法,通过目标位... 详细信息

卡尔曼滤波是雷达目标跟踪场景最常用的目标状态跟踪估计算法,但针对非线性运动模型和噪声模型适配失配后,其滤波算法跟踪精度会出现下降。针对这些问题,提出一种机动目标场景下改进自适应扩展卡尔曼滤波的雷达目标跟踪算法,通过目标位置偏差范围来修正预测的位置信息,使用BP神经网络算法来自适应进行扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)算法预测信息结果的修正;根据噪声影响情况,提出基于实际情况可调的更新因子,用于进行修正后的EKF预测位置信息、测量信息和修正后的BP-EKF预测信息值的权重处理,基于优化模型,自适应选择最优的位置预测信息。仿真分析表明,所提出的算法在目标跟踪的滤波精度和稳定度都得到提升。

关键词：机动目标跟踪扩展卡尔曼滤波 BP神经网络更新因子优化模型

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基于绝对多普勒的多预警机协同补盲方法

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 2951-2959页

作者：黄伟平吴卫华蔡益朝空军预警学院预警情报系湖北武汉430019

为了实现对责任区全区域、大视角来袭目标的严密预警探测,提出一种基于绝对多普勒的多预警机协同补盲方法。首先,分析目标径向速度的影响因素及其变化规律,推导绝对多普勒的数学表达式,将影响多普勒盲区的复杂多变因素优化调整为目标速... 详细信息

为了实现对责任区全区域、大视角来袭目标的严密预警探测,提出一种基于绝对多普勒的多预警机协同补盲方法。首先,分析目标径向速度的影响因素及其变化规律,推导绝对多普勒的数学表达式,将影响多普勒盲区的复杂多变因素优化调整为目标速度及目标与预警机间的相对位置。其次,运用仿真建模方法,基于绝对多普勒杂波凹口表达式,设计一种以检测点数表征的单预警机多普勒盲区地图绘制方法。然后,在“使得协同中的各预警机或至少有一架预警机的径向速度盲区不落在或尽量少落在重点方向上”的准则牵引下,提出一种图上作业式的多预警机相对位置关系解算方法,完成多预警机的协同部署。最后,通过双预警机圆环拱卫阵形的协同部署实验,验证该方法的有效性和实用性。

关键词：预警机绝对多普勒杂波凹口多普勒盲区地图协同部署

基于可解释深度卷积网络的空时自适应处理方法

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雷达学报（中英文） 2024年第4期13卷 917-928页

作者：廖志鹏段克清何锦浚邱梓洲王永良中山大学电子与通信工程学院深圳518107 空军预警学院武汉430019

在实际应用中,空时自适应处理(STAP)算法的性能受限于足够多独立同分布(IID)样本的获取。然而,目前可有效减少IID样本需求的算法仍面临一些问题。针对这些问题,该文融合数据驱动和模型驱动思想,构建了具有明确数学含义的多模块深度卷积... 详细信息

在实际应用中,空时自适应处理(STAP)算法的性能受限于足够多独立同分布(IID)样本的获取。然而,目前可有效减少IID样本需求的算法仍面临一些问题。针对这些问题,该文融合数据驱动和模型驱动思想,构建了具有明确数学含义的多模块深度卷积神经网络(MDCNN),实现了小样本条件下对杂波协方差矩阵快速、准确、稳定估计。所构建MDCNN网络由映射模块、数据模块、先验模块和超参数模块组成。其中,前后端映射模块分别对应数据的预处理和后处理;单组数据模块和先验模块共同完成一次迭代优化,网络主体由多组数据模块和先验模块构成,可实现多次等效迭代优化;超参数模块则用来调整等效迭代中可训练参数。上述子模块均具有明确数学表述和物理含义,因此所构造网络具有良好的可解释性。实测数据处理结果表明,在实际非均匀杂波环境下该文所提方法杂波抑制性能优于现有典型小样本STAP方法,且运算时间较后者大幅降低。

关键词：多模块深度卷积神经网络空时自适应处理稀疏恢复非均匀杂波杂波抑制

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低层大气红外吸收透过率计算模型

激光与红外 2024年第2期54卷 249-255页

作者：王志会屈鸿伟张晶涛王东杰邓骏杰空军预警学院湖北武汉430019

计算大气透过率是有效进行空中目标红外特性探测的重要前提。本文针对低层大气红外吸收透过率随海拔高度的变化规律,建立数值模拟计算模型。该模型在基于低层大气中水蒸气及CO_(2)吸收能力受海拔高度影响的基础上,增加了大气密度随高度... 详细信息

计算大气透过率是有效进行空中目标红外特性探测的重要前提。本文针对低层大气红外吸收透过率随海拔高度的变化规律,建立数值模拟计算模型。该模型在基于低层大气中水蒸气及CO_(2)吸收能力受海拔高度影响的基础上,增加了大气密度随高度变化产生的重要影响,综合分析了水平路程传输和倾斜路程传输两种情况下的低层大气吸收透过率。仿真实验将模型计算结果与MODTRAN5软件计算结果进行了对比,有效验证了该模型的可靠性和有效性。

关键词：低层大气吸收透过率数值模拟水平路程倾斜路程

基于压缩感知的被动雷达导引头信源数估计方法

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现代雷达 2024年第1期46卷 8-15页

作者：王资李槟槟时满红赵宏涛江平空军预警学院湖北武汉430019

随着雷达反摧毁技术的发展,被动雷达导引头面临着在雷达和诱饵形成的不完全重合信号中进行超分辨测向的挑战,需要单快拍测向技术。现有测向技术大多假设信源数已知,而传统的信源数估计方法在单快拍时性能大幅下降甚至失效。为解决这一问... 详细信息

随着雷达反摧毁技术的发展,被动雷达导引头面临着在雷达和诱饵形成的不完全重合信号中进行超分辨测向的挑战,需要单快拍测向技术。现有测向技术大多假设信源数已知,而传统的信源数估计方法在单快拍时性能大幅下降甚至失效。为解决这一问题,提出了一种基于压缩感知的单快拍信源数估计方法。该方法首先将被动雷达导引头阵列测向模型稀疏表示,其次通过子空间算法和压缩感知算法相结合进行降阶和解相干处理,然后提出一种改进的正交匹配追踪算法,研究残差的变化规律,最后构造目标函数估计信源数。仿真实验表明,该方法在单快拍、阵元数少、信号相干的极端情况下估计成功率较高。

关键词：被动雷达导引头信源数估计压缩感知单快拍