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基于EMD-DESN的无人机集群航迹目的地预测

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 290-299页

作者：薛锡瑞黄树彩韦道知吴建峰空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群作战样式多样、运动模式复杂,导致集群航迹目的地难以预测。为解决上述问题,本文提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和深度回声状态网络(deep echo state network,D... 详细信息

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群作战样式多样、运动模式复杂,导致集群航迹目的地难以预测。为解决上述问题,本文提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和深度回声状态网络(deep echo state network,DESN)的UAV集群航迹目的地预测算法。为使集群运动模型更真实地模拟UAV集群作战过程,本文引入航向误差时变方差,改进了Olfati-Saber集群运动模型的虚拟领导项。为处理因群内的协同作用和集群航向误差导致的运动非平稳性,引入了EMD,对UAV航迹序列进行重构。考虑到获知航迹的时序性,设计了滑窗结构,采用DESN对重构航迹的不同时段进行目的地预测。仿真实验结果表明,本文提出的EMD-DESN算法较基本DESN算法能以更高的准确度预测UAV集群航迹目的地,并能更早地实现稳定的正确预测。

关键词：无人机集群目的地预测深度回声状态网络经验模态分解改进Olfati-Saber模型

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基于平滑矩阵集优化的双基地MIMO雷达相干目标DOD和DOA联合估计

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 268-275页

作者：游致远胡国平周豪郑桂妹空军工程大学防空反导学院西安710051 空军工程大学研究生院西安710051

针对在进行相干目标测向时出现的协方差矩阵秩亏现象,双基地多输入多输出(MIMO)雷达探测相干目标会出现精度差、角度分辨率低等问题,提出一种基于分集平滑优化对相干目标波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)进行联合估计的算法。所提算法... 详细信息

针对在进行相干目标测向时出现的协方差矩阵秩亏现象,双基地多输入多输出(MIMO)雷达探测相干目标会出现精度差、角度分辨率低等问题,提出一种基于分集平滑优化对相干目标波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)进行联合估计的算法。所提算法能通过分集平滑降维协方差矩阵,构造更有效的平滑矩阵集对相干目标进行联合角度估计。将发射阵列和接收阵列进行分集平滑并构建发射子矢量,计算其协方差矩阵;将每个发射子矢量的协方差矩阵进行平滑重构而后进行加权处理得到前向平滑矩阵;对前向平滑矩阵进行共轭翻转等变换后,得到前后向平滑矩阵,再对其进行奇异值(SVD)分解;利用降维多重信号分类(RD-MUSIC)算法对信号进行空间谱估计并实现DOD和DOA自动配对。所提算法有效提高双基地MIMO雷达对相干目标的测向性能,并通过实验证明所提算法的可行性。

关键词：双基地雷达 MIMO雷达相干目标分集平滑角度联合估计

低地球轨道卫星星座地球固定足印模式覆盖域切换方法

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通信学报 2024年第7期45卷 10-20页

作者：齐晓鑫宋宝军李勋空军工程大学防空反导学院陕西西安710100

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持... 详细信息

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持规则性;然后,以最大限度地增大波束对地面的最小仰角为目标,设计了切换时刻选择机制和目标覆盖域选择机制。所提方法考虑了极轨星座和倾斜轨星座的差异,同时支持2种星座。以OneWeb和Telesat星座为仿真场景,验证了所提方法。仿真结果表明,所提方法能够有效增大波束对地面覆盖的最小仰角,从而有助于提升链路质量。

关键词：低地球轨道卫星星座地球固定足印覆盖域波束切换

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基于改进“当前”统计模型的再入目标跟踪算法

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航空学报 2024年

作者：贺杨超李炯邵雷卜祥伟张锦林姬博洋空军工程大学防空反导学院

在再入目标跟踪时，“当前”统计模型（“Current” Statistical model, CS）需要依据经验预设加速度方差极限值，当预先设定值和目标实际运动不匹配时，会造成较大的跟踪误差。为克服上述问题，本文在针对常规目标提出的加速度方差自... 详细信息

在再入目标跟踪时，“当前”统计模型（“Current” Statistical model, CS）需要依据经验预设加速度方差极限值，当预先设定值和目标实际运动不匹配时，会造成较大的跟踪误差。为克服上述问题，本文在针对常规目标提出的加速度方差自适应算法的基础上，对目标状态滤波值和预测值形成的加速度增量进行缩放，使其提供的加速度方差能够适应再入目标的机动强度；算法中不同机动模式的缩放系数则通过设置包含均方根误差和均值的目标函数，分别使用粒子群优化算法得到。仿真结果表明，本文所提算法能够稳定跟踪典型机动模式下的再入目标状态值，和其他算法相比，具有更高的跟踪精度。

关键词： “当前”统计模型加速度方差自适应再入目标缩放系数粒子群优化算法

基于自适应横程走廊的再入滑翔飞行器改进预测校正算法

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 692-702页

作者：贺杨超李炯邵雷周池军雷虎民空军工程大学研究生院陕西西安710051 空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

针对再入滑翔飞行器(reentry gliding vehicle,RGV)预测校正制导算法中规避逻辑和制导逻辑相分离的问题,提出了一种基于自适应横程走廊的融合算法。首先,通过飞行器侧向运动轨迹与禁飞区的相交关系,动态引入规避逻辑;同时,提出禁飞区有... 详细信息

针对再入滑翔飞行器(reentry gliding vehicle,RGV)预测校正制导算法中规避逻辑和制导逻辑相分离的问题,提出了一种基于自适应横程走廊的融合算法。首先,通过飞行器侧向运动轨迹与禁飞区的相交关系,动态引入规避逻辑;同时,提出禁飞区有效映射横程来量化影响飞行轨迹的禁飞区区域;最后,设计自适应横程走廊,动态调整走廊边界,控制倾侧角的翻转,实现规避逻辑和侧向制导逻辑的融合。仿真结果表明,在本文方法下,飞行器可以针对不同情况的禁飞区实现有效制导,对再入扰动具有一定的鲁棒性,并与制导逻辑和规避逻辑分离设计的算法相比,在保证制导精度的同时,具备更少的倾侧角翻转次数。

关键词：预测校正算法自适应横程走廊禁飞区有效映射横程

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基于防空目标探测与跟踪的雷达资源管理技术研究综述

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信号处理 2024年

作者：齐铖谢军伟张浩为王瑞君黄洁瑜空军工程大学防空反导学院

雷达资源管理是一项运用优化运筹理论挖掘雷达系统性能边界，通过对系统资源的高效分配和合理调度，实现系统的优化运行，并显著增强系统性能表现的综合性技术。随着机械扫描雷达、相控阵雷达以及多输入多输出（Multiple-input multiple... 详细信息

雷达资源管理是一项运用优化运筹理论挖掘雷达系统性能边界，通过对系统资源的高效分配和合理调度，实现系统的优化运行，并显著增强系统性能表现的综合性技术。随着机械扫描雷达、相控阵雷达以及多输入多输出（Multiple-input multiple-out， MIMO）雷达技术的持续革新，雷达资源管理技术也在不断深化拓展，以满足日益复杂的目标探测与跟踪需求。鉴于军事威胁的不断加剧和装备技术的迅猛发展，为实现我军未来“网络中心战”的对抗模式，对防空反导武器预警探测装备的资源管理技术研究显得尤为重要。本文聚焦基于防空目标检测、跟踪的信息感知的雷达资源管理技术进行综述，深入剖析与总结现有文献以及研究成果：首先，本文从宏观角度系统概述了雷达资源管理的概念、管理要素组成以及优化策略求解方法。在此基础上，根据雷达系统架构将雷达资源管理研究内容划分为单站雷达资源管理和多站雷达资源管理，并分别对相控阵雷达、集中式MIMO雷达、分布式MIMO雷达以及组网雷达的资源管理研究现状进行梳理和讨论。最后，探讨当前研究中存在的问题和挑战，并对未来基于防空信息目标感知的雷达资源管理技术研究的发展趋势进行展望。期望本文能够为防空反导预警探测装备领域的研究学者提供有价值的参考，推动雷达资源管理技术的持续创新与进步。

关键词：防空目标目标探测目标跟踪雷达资源管理

双子脉冲FDA-MIMO雷达接收滤波器与发射频偏联合设计方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：丁梓航谢军伟吴苗苗盛川高旭辰空军工程大学防空反导学院

为提高频控阵-多输入多输出（frequency diverse array-multi-input and multi-output， FDA-MIMO）雷达系统的抗干扰能力，本文提出了一种基于双子脉冲模式下的频控阵雷达多输入多输出雷达接收滤波器-发射频偏联合优化设计方法。在传... 详细信息

为提高频控阵-多输入多输出（frequency diverse array-multi-input and multi-output， FDA-MIMO）雷达系统的抗干扰能力，本文提出了一种基于双子脉冲模式下的频控阵雷达多输入多输出雷达接收滤波器-发射频偏联合优化设计方法。在传统脉冲的基础上，引入双子脉冲发射模式并建立了相关信号模型。在此基础上，建立了以最大信干噪比（signal-to-interference-plus-noise ratio， SINR）为准则的接收滤波器-发射频偏联合优化问题。为了得到最优的接收-发射滤波器设计方案，引入了一种迭代优化算法将该优化问题拆分为接收滤波器优化和发射频偏优化两个独立的子问题。为进一步完成对发射频偏的设计，将其转化为关于发射导向矢量的设计问题，采用半正定松弛和随机方法并通过发射导向矢量和频偏的数学关系最终获得频偏的设计方案。最后，仿真实验验证了所提双子脉冲FDA-MIMO雷达模式和接收滤波器-发射频偏联合优化设计方法对提高雷达系统抗干扰能力的有效性。

关键词：频控阵 MIMO雷达迭代优化半正定松弛频偏设计

基于Vondrak-Cepek组合滤波和注意力机制加权的时间比对融合算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：刘强孙浩冉胡邓华张爽空军工程大学防空反导学院

针对卫星双向时间比对（two-way satellite time and frequency transfer，TWSTFT）存在周日效应、短期稳定度不高的问题，通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵，利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心（Na... 详细信息

针对卫星双向时间比对（two-way satellite time and frequency transfer，TWSTFT）存在周日效应、短期稳定度不高的问题，通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵，利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心（National Time Service Center，NTSC）、德国物理技术研究院（Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB）之间的TWSTFT和GPS P3码共视法的时间比对链路进行融合，分析融合前后链路的性能指标并与没有周日效应、短期稳定度高的GPS精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）时间比对参考链路比较。结果表明：引入注意力机制权值的Vondrak-Cepek组合滤波融合方法具有改善TWSTFT周日效应，提升链路整体稳定性的作用，与参考链路GPS PPP的标准差为0.3109 ns。

关键词： Vondrak-Cepek组合滤波注意力机制时间比对数据融合

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美军杀伤网的概念内涵、发展现状与趋势

航空兵器 2024年

作者：李龙跃贾忠慧皮雳王文豪曹波空军工程大学防空反导学院

美军杀伤网发展映射出其作战样式的深刻变革，勾勒出未来智能化战争的蓝图。本文深入解析杀伤网的发展脉络、核心特征，指出其在动态性、多维性、协同性、寻优性和韧性等方面的显著优势；解析美军杀伤网核心技术，论述自适应跨域杀伤网... 详细信息

美军杀伤网发展映射出其作战样式的深刻变革，勾勒出未来智能化战争的蓝图。本文深入解析杀伤网的发展脉络、核心特征，指出其在动态性、多维性、协同性、寻优性和韧性等方面的显著优势；解析美军杀伤网核心技术，论述自适应跨域杀伤网、异质电子系统集成工具链、任务集成网络控制等杀伤网实践项目发展现状；指出美军杀伤网发展将聚焦智能与自主技术的演进、全域作战能力深度整合、决策时效性与精准性的革新、系统弹性和韧性的强化，以及网络的快速重构与适应性等方向。

关键词：杀伤网概念内涵发展趋势跨域协同智能自主快速重构