多无人机对组网雷达的协同干扰问题研究

在现代战场中,航迹欺骗干扰技术是针对组网雷达提出的协同干扰技术,旨在利用多架无人机在同一时刻对组网雷达中的部分雷达实施相互关联的虚假目标欺骗干扰.充分考虑了实际情况下无人机飞行模态、飞行速度、飞行高度的约束限制,对雷达的位置分布以及虚假航迹线进行可视化,并将三维空间模型投影到二维平面后进行建模分析.主要针对一个虚拟的无人机航迹欺骗干扰问题,建立时空模型,通过构建可达交互矩阵和雷达扫描算法,结合0-1整数规划,得到无人机协同飞行的最优策略.     

多机协同欺骗组网雷达的多虚假航迹制定方法

为有效欺骗组网雷达并充分利用设备资源,对干扰机进行复用,基于传统多机协同欺骗组网雷达模型设计了一种产生更多虚假航迹的轨迹规划方法,并将变高度平面与雷达-虚假目标射线的交点作为干扰机的航迹点,突破传统模型中干扰机只能做定高飞行的弊端,使真实航迹具有多样性,令敌方更难预测其坐标位置,保证自身安全.同时从几何关系上建立干扰机处于机动状态下的组网雷达、干扰机组、虚假航迹间的数学模型,以9架干扰机产生4条虚假航迹为例给出模型求解流程.     

多无人机对组网雷达的协同干扰

针对无人机编队与组网雷达之间的欺骗干扰问题,结合无人机编队与组网雷达的工作特性,首先采用分层规划的思想建立了无人机编队的航迹搜寻、协同规划、安全约束模型,根据0-1规划的方法制定出匀速直线等约束下无人机编队的协同策略,其次利用改进的航迹搜寻模型进行虚假航迹搜寻,使固定数量的无人机编队新增出4条虚假航迹.     

多无人机协同任务策略优化

从研究多无人机协同任务的系统资源分配、任务分配、航线规划、轨迹优化等问题入手,建立了多基地多无人机协同侦察模型.针对问题,首先利用"栅格化聚拢"的思想对目标点进行过滤优化,进而对目标群和无人机基地进行了任务分配,而后结合蚁群算法、贪心算法、最短路径算法等思想,通过Matlab平台,计算出能够让无人机停留在雷达探测区域总时间最少的最优策略.     

一种无人机侦察航迹分层规划方法

给出了一个通用可行的无人机侦察航迹分层规划方法,并应用到第十三届"华为杯"全国研究生数学建模竞赛A题第一问中.将无人机侦察航迹规划问题划分为四个层次,从上至下分别是目标群间侦察顺序优化,目标群内各目标侦察顺序优化,侦察点位优化,转弯设计,依次求解获得侦察航迹.通过分层解算方法既有效控制了算法复杂度,又能在确保满足复杂约束的同时优化无人机在敌方雷达探测区域内的暴露时间.     

基于轨迹偏差改进算法的无人机飞行冲突评估

以有人驾驶飞机改装的大型无人机开展计划飞行任务作为研究背景,根据飞行姿态、运行要素和空域运行结构等特征,完成了中低空空域内轨迹偏差算法模型的改进.运用改进模型分析计算,获得了基于导航定位精度下,飞行预设位置点与实际位置点的差异和分布趋势,结合ICAO(international civil aviation organization)设计的飞行标准,首次建立了在满足民航运行安全标准下,多机种大型飞机联合运行空域内的飞行冲突量化结果.计算结果表明:改进模型综合考虑了大型无人机在转弯及直线阶段的轨迹偏差,通过偏差数据建立模板评价飞行冲突态势,获得了联合运行空域内飞行器间安全值,推导空域密度,为机场及进离场阶段执行联合计划飞行任务,提供了科学规划的依据.     

一种基于自适应杂波密度模型的OTHR Viterbi数据关联跟踪算法

针对天波超视距雷达杂波呈现非均匀非平稳分布的特性以及由虚假杂波多而带来的虚假航迹多等问题,在Viterbi算法中引入了自适应杂波密度模型,在此基础上提出了一种基于自适应杂波密度模型的Viterbi数据关联算法(ACM-VDA).仿真结果表明,与VDA算法及 VDA-AI算法相比,ACM-VDA算法大大降低了虚假航迹的条数.     

机动目标的跟踪与反跟踪的建模研究

以机动目标的跟踪与反跟踪为研究对象,分析了目标的状态方程和量测方程,当存在多个目标时,仍需考虑不同目标之间数据关联问题.首先,考虑了雷达1、雷达2和3量测数据的连接和融合问题,建立了机动目标的状态方程和量测方程模型,运用卡尔曼滤波器算法对目标航迹进行了在线追踪,得到目标跟踪航迹.其次,进行一次指数平滑法的时间序列预测和实时灰色预测,得到了其目标的着落轨迹、着落点坐标和时间.最后建立新的动态多目标优化模型,运用计算机仿真对跟踪与反跟踪的目标航迹进行了模拟.     

多传感器数据融合与航迹预测

多传感器数据融合技术是未来军事电子领域一个重要趋势.根据6个观测雷达的观测数据进行了数据融合算法的研究.在提取目标航迹对时,对每个雷达的数据依据一定的判定条件(时间变化,角度变化在一定范围内等),分别提取出不同的目标航迹对.在提取同一目标的航迹对时,先将目标航迹的一些异常点弃除,然后把时间重合的两段航迹提取出来,通过样条插值进行时间配准,共提取出多条相关的航迹组有3组.在使用雷达探测目标时,由于技术条件和方法等的限制,使雷达数据存在各种误差.利用卡尔曼滤波自适应算法估计出观测位置的噪声方差,对雷达偏差进行修正后,采用联合卡尔曼滤波算法对多条航迹进行融合,接着利用ARMA模型预测目标在未来10秒内的轨迹,最后,对目标在被锁定后的轨迹做出预测,结合导弹的爆炸范围求得导弹击中飞机的概率约为49.54%.     

基于实时飞行仿真的无人机任务规划系统设计

以无人机低空突防作战使用为背景,结合工程实际,提出了一种实时飞行仿真的航迹规划思想进行三维离线航迹规划,基于这种思想,设计开发了集作战环境信息处理、自动手动航迹规划、飞行仿真、视景显示于一体无人机任务规划系统软件.规划结果表明,系统人机交互能力强,便于操作,且规划出的航迹比以往系统规划出的航迹更具有工程可用性.