无人水面艇导航技术研究

无人水面艇是能够自主航行的无人水上航行器,在海洋勘探、海上救援和海上运输等领域具有重要意义,其海上自主航行的关键是自主航行与导航技术。无人水面艇导航技术主要包括单一导航方式和组合导航方式2类。本文以卫星导航、惯性导航及组合导航方式的无人水面艇导航技术为基础,对比不同导航技术的特点,总结无人水面艇导航技术发展趋势。     

基于无人水面艇感知网的目标船航迹关联与数据融合

针对现有无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）在航行过程中感知周围航行目标时出现的数据源单一、数据延迟、数据丢失等问题,提出一种基于USV搭载的航海雷达和全球定位系统（GPS）数据源的USV海上航行目标感知数据融合方法。基于最小误差法提出雷达原始图像数据解析算法,并采用数据剔除、时间空间统一方法完成对目标数据预处理,构建基于欧氏距离和马氏距离的航迹关联算法模型、基于层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）和专家评价法的融合数据权重分配模型。同时,开展USV试验研究,验证整体融合方法。结果表明,目标原始数据预处理方法合理可靠,融合算法稳定可信,可为USV海上航行目标感知、安全航行及快速避碰提供技术和算法支持。     

无人水面艇反潜战载荷分析

反潜型无人水面艇可以有效提高执行反潜任务的效费比,但无人水面艇反潜战载荷与传统作战平台的反潜任务系统相比有较大区别,无人水面艇反潜战载荷走向实用面临诸多问题。本文从无人水面艇反潜任务需求、反潜战载荷适装性、反潜战载荷集成方式和使用方式等方面对无人水面艇反潜战载荷进行了综合分析,可为反潜型无人水面艇以及无人水面艇反潜战载荷的设计和使用提供借鉴和参考。     

水面无人艇自主跟踪系统设计

基于国内的研究主要集中在单艇作业的系统设计及控制算法上,为了使无人艇能够实现自主跟踪领航船,与领航船实现多艇协同作业的功能,从系统体系构架、控制流程等方面分别对控制系统进行设计。试验结果显示:设计的跟踪系统能够实现自主跟踪的功能。     

水面无人艇研究现状

智能无人系统具有运行效率高、可靠、低成本的特点,面对紧急救援、敌情侦察等危险场景,无人系统往往更具优势。近年来用于科研与军事的无人艇平台陆续出现。这类平台一般都具备环境感知、智能决策与通信的基本功能。如有特定作战需求,则还可搭载传感或武器装备。本文根据现有典型无人艇平台,总结无人艇系统的基本软硬件架构,包括传感、决策、通信等模块。然后,针对决策模块中的数据处理、路径规划与控制对现有技术进行回顾,并基于此提出一种能有效处理系统约束条件、实现一定系统性能优化的无人艇预测控制方法。最后,对未来战场上无人艇在海、陆、空敌情发现/作战中扮演的角色与功能需求做简要展望。     

基于鲁棒控制器的水面智能高速无人艇控制技术

由于船体速度和负载的改变将导致模型中的参数发生扰动,海风、海浪、海流等因素也会对模型产生干扰。参数摄动、外部扰动以及模型的误差导致了水面智能高速无人艇控制的不稳定性。船舶数学建模中存在的各种不确定因素,对船舶操纵系统的鲁棒性能产生很大影响。本文通过建立无人艇的数学模型,利用鲁棒控制系统对模型的各项参数进行重点分析与优化,进一步提高整个无人艇控制系统稳定性。     

水面无人艇发展与应用

无人水面艇（USV）是当前无人系统研究的热点领域之一,由于USV收放技术涉及到回收引导、对接、挂脱钩等难点而成为目前的前沿研究课题。通过收集整理国内外现有及在研USV的收放技术要点,归纳出USV收放操作过程通常采用吊放式、艉滑道式、坞舱式3种收放装置。在此基础上,从设备配置、空间需求、波浪影响、母船航速、适应海况、操作情况和收放耗时等方面,分别对上述3种USV收放技术进行对比分析,得出艉滑道式收放技术更适合于USV收放需要的结论。同时,指出当前USV及其收放装置在实现自主收放时需要开展的实用化研究方向,期望能对USV及其收放技术的发展起到一定的指导作用。     

水面无人艇任务规划系统分析

水面无人艇因具有速度快、机动性高、自主性强等特点,在军事上具有十分广阔的应用前景。水面无人艇能在非结构化的、不确定性的海洋环境下完成任务,任务规划系统是其发挥效能的重要环节,一定程度上标志着无人艇的智能水平。对任务规划系统概念、发展现状、类型划分等方面进行研究,结合水面无人艇平台特点,探讨无人艇任务规划系统的研究难点与特点,并针对典型任务下的任务规划系统进行分析研究,对水面无人艇任务规划系统未来应用的发展方向进行了展望。     

基于云计算的船舶通信网络异常数据分析

传统船舶通信网络异常数据分析方法无法有效处理大规模的船舶通信网络异常数据,使得船舶通信网络异常数据分析的实时性差,船舶通信网络异常数据错误分析的概率高,为了解决当前船舶通信网络异常数据分析方法的局限性,针对船舶通信网络异常数据的特点,提出了基于云计算的船舶通信网络异常数据分析方法,首先分析船舶通信网络异常数据分析原理,采用支持向量机建立船舶通信网络异常数据分析模型,然后采用云计算搭建船舶通信网络异常数据分析平台,使多个支持向量机可以并行执行,最后在Matlab 2016的环境下进行了船舶通信网络异常数据分析模拟测试,测试结果显示本文方法的船舶通信网络异常数据分析不仅正确率超过了90%,而且船舶通信网络异常数据分析实时性很好,要明显优于当前其它方法,实际应用价值更高。     

云计算下舰船无线移动通信网络敏感数据防泄露技术研究

为了提高云计算下舰船无线移动通信网络敏感数据的保密传输性能,进行数据防泄露设计,提出一种基于有限域混合编码的无线移动通信网络敏感数据加密技术,采用异值分解方法对舰船无线移动通信网络敏感数据进行向量量化分解,在数据传输链路层对加密数据进行随机置乱处理,在有限域内对舰船网络传输敏感数据进行循环移位和随机线性重组,构造密钥协商协议进行混合编码,实现加密密钥和解密密钥构造,实现云计算下舰船无线移动通信网络敏感数据防泄露设计。仿真结果表明,采用该方法进行数据加密,数据的抗明文攻击能力较强,防泄露能力得到提升,提高了数据的保密传输性能。     

基于web云计算的海上数据中心网络流量恶意攻击机制研究

随着海上数据通信业务的飞速增长,通信网络中的节点越来越多,海上数据中心需要网络带宽流量及资源公平分配以保障各节点数据通信的通畅。在实际的海上通信网络中,网络节点容易受到外界攻击,不断向数据中心申请带宽资源从而恶意侵占资源,可造成整个网络通信效率降低甚至瘫痪。本文研究基于WEB云架构的海上数据中心架构及网络节点的非响应通信阻塞,提出一种基于路由队列管理算法的防攻击策略,最后给出仿真结果。     

基于云计算的舰载通信异常数据检测系统设计

传统舰载通信异常数据检测系统的检测精度低,为舰载设备的正常运行带来很大的安全隐患。本文设计并实现一种基于云计算的舰载通信异常数据检测系统,其包括通信模块和异常数据检测模块,分析系统用户接口、CPU控制单元和数据采集单元的硬件结构,对异常数据检测模块进行全面的分析,给出基于云计算的异常数据检测规则及过程,以及舰载通信系统异常数据检测程序代码,实现舰载通信系统异常数据的准确检测。实验结果说明,所设计系统可以对舰载通信系统异常数据进行有效检测,系统的性能稳定性、数据传输速度、接口时序的正确性等测试指标都达到了设计要求,并且具有较高的检测效率和精度。     

一种基于船用无线电台的新型数据通讯网络系统

传统无线电台实现数据通讯,主要是利用少数具有辅助功能口的电台,限制了普通型无线电台的利用.基于船用普通型无线电台,提出一种新型的数据通讯实现方案,不依赖电台辅助功能口,且在传输信号处理上采用了数字滤波、Modbus协议编码等技术及海域电子地理信息等系统构成了功能强大的数字通讯平台,实验结果证明方案可靠、实用.     

基于大数据分析的船舶通信网络优化研究

网络优化是提高船舶通信系统工作性能的重要方法,针对当前船舶通信网络优化存在工作效率低,节点能量消耗大等缺点,设计基于大数据分析的船舶通信网络优化方法。首先以数据传输能量最小为目标建立船舶通信网络优化的数学模型,然后将船舶通信网络优化问题看作为一个大数据分析处理,通过云平台对数学模型进行并行求解,每一个子任务组合模型对数据传输能耗进行预测,选择能耗最小路由进行数据传输,最后进行船舶通信网络优化方法性能的仿真测试。测试结果表明,本文可以有效对船舶通信网络进行优化,提高了船舶通信系统的数据传输速度和成功率,具有十分广泛的应用前景。     

云计算在船联网数据交互中的应用研究

在现代海上作战领域,不再是对单独舰船的指挥调度,基于舰队组网的军事作战指挥综合平台成为现代海上战争的中枢系统。在此平台中,各子系统之间信息交互的及时准确性对决策影响深远。传统的作战综合指挥平台利用总线结构进行子系统的信息交互,存在多链路复合使用﹑负载不均衡,当交互的数量较大时,容易造成通信链路堵塞。本文研究现有的云计算平台数据通信模型,在此基础上提出基于云平台的军事作战指挥综合平台数据交互结构。     

云计算下船舶数据中心的网络流量恶意攻击机制

随着现代舰船信息化发展,基于云平台的数据交互及无线传感网络通信成为船舶信息系统常用的基础技术平台;同时,无线传感网络数据通信平台位列于复杂多变的海上环境之中,较易受到无线电子干扰及网络通信恶意攻击,其中针对通信业务的欺骗攻击及破坏路由机制的虫洞攻击是海上通信网络恶意攻击的主要手段。本文对基于云平台下的船舶数据中心及无线传感网络通信算法安全性进行分析,引入了DV-HOP算法进行反虫洞攻击,有效保障海上通信环境的安全。     

基于大容量、多网络融合的舰船综合通信系统实现方法

针对舰船通信中大容量接入以及多种业务网络融合的应用需求,提出采用电路交换平台结合RPR光纤环网传输平台的全新舰船解决方案,不仅提供了大容量系统接入能力,同时将各种网络设备汇聚到统一的网络传输平台上,实现了多种业务数据的统一承载,极大提高了系统的可靠性、灵活性。     

大数据分析下海洋通信网络故障识别方法

为了提高海洋通信网络故障识别效果,针对当前海洋通信网络故障识别成功率低、建模时间长等缺陷,提出大数据分析下的海洋通信网络故障识别方法。首先,分析海洋通信网络故障识别原理,指出当前各种海洋通信网络故障识别方法的弊端。然后,引入大数据分析技术对海洋通信网络故障识别进行建模,并对建模过程一些问题进行相应解决。最后,采用具体海洋通信网络故障数据对本文方法的性能进行验证。本文方法可以对大规模海洋通信网络故障进行短时间识别,识别正确率完全可以保证海洋通信网络正常通信要求,同时海洋通信网络故障识别综合性能要优于当前其它经典方法,对比结果表明了本文方法用于海洋通信网络故障识别的优越性。