海上无人艇编队抗同频干扰技术研究

海上无人艇编队组网航行时,会在多部雷达之间出现同频干扰现象,对无人艇的自主航行和近程避碰造成严重影响,为此需要对同频干扰进行抑制。论文分析连续波雷达同频干扰产生的原因,并针对同频同步和同频异步两种干扰分别提出了多角度回波抑制和改进型多脉冲相关抗异步两种抑制方法。仿真结果表明这些方法有效可行,能够消除无人艇编队内多部导航雷达之间的同频干扰。     

小型无人艇编队的多任务协同控制方法

针对小型水面无人艇编队的协同任务执行问题,提出一种适用于多个体、多任务协同分配的编队控制方法。为解决编队在同时执行多个任务时的成员自动分配问题,使用匈牙利算法进行最优分配计算,并设计一种距离与方位夹角耦合的任务耗费计算律;为了满足海洋测量任务中对梳子形编队转弯的功能需求,提出一种编队队形的自适应重构方法;针对无人艇编队成员的运动规划律问题,研究并设计一种适用于无人艇编队的期望航向与和航速规划律。最后通过编队航行仿真试验,对所设计方法的有效性进行了验证。     

水面无人艇编队雷达电磁环境预测方法

水面无人艇编队自主式协同联合作战是未来海军作战的主流趋势和新型样式。无人艇编队中用于电子战、通信、导航、警戒、态势感知的传感器种类和数量急剧增多,射频集成度也越来越高,迫使水面无人艇雷达电磁环境与单艘艇相比复杂度更高。本文提出一种水面无人艇雷达电磁环境新型预测方法,构建雷达电磁环境综合场强及其功率密度、主波束辐照叠加空间的数学模型,并设计开发了水面无人艇雷达电磁环境综合场预测计算程序。研究结果表明,水面无人艇编队雷达电磁环境综合场功率密度随着天线辐射功率、增益、无人艇数量的增加而增大,随着艇间距的增大而减小。     

基于区块链的无人艇编队协同通信技术应用研究

以无人艇为研究对象,引入当下热点的区块链技术并结合无人艇编队协同攻防作战场景,对编队协同通信需求及现有的不足进行分析,提出一种基于区块链的无人艇编队协同通信技术。利用区块链技术去中心化、不可篡改、亦追溯等特点,建立一种无人艇编队跨任务链架构,并对无人艇协同作战中的身份认证、信息交互、指挥与决策等应用场景开展流程设计,提高了编队信息传输的可靠性和准确性,为未来实现大规模的无人战场自治提供借鉴和参考。     

未知扰动下的无人艇编队优化轨迹跟踪控制

[目的]针对水面无人艇（USV）编队轨迹跟踪中存在的未知扰动和队形变化问题,提出一种基于有限时间扰动观测器的最优反步控制（FDO-OBC）方法。[方法]首先,基于虚拟结构法,建立无人艇编队控制框架,并设计运动学和动力学编队控制器;其次,设计有限时间扰动观测器,实时估计补偿未知环境扰动;然后,针对编队队形变化的轨迹跟踪问题,提出基于最优反步控制的动态轨迹优化策略,利用扰动观测器信息来计算最优控制输入,实现无人艇编队轨迹跟踪的动态优化;最后,采用李雅普诺夫稳定性理论证明该编队控制方法的稳定性。[结果]仿真对比结果表明,FDO-OBC策略可有效提高无人艇编队系统的精确性和鲁棒性。[结论]对于面向扰动环境下的无人艇编队控制系统设计,FDO-OBC方法提供了一种新的技术手段。     

船舶编队过闸航行三维实时仿真

多船编队自动协同过闸是一种能深入挖掘船闸通航潜能、保障航行安全的航运新模式。为评估和验证船舶编队过闸航行控制效果,研发了一种船舶编队过闸航行三维实时仿真系统。首先,设计了船舶编队过闸航行三维仿真系统分布式架构,结合船闸水域卫星图并利用映射技术构建了船闸水域场景地形,制作了基于Unity的船闸水域三维仿真静态和动态场景。其次,采用动态和静态模型相结合方式构建了船闸运行系统,并根据船舶自身尺度和船闸宽度等条件实时计算船舶编队状态,实现了船舶纵向、横向编队全过程三维实时动态仿真。最后,以船舶自适应巡航编队航行和多船双向编队过闸航行为验证实例,对船舶编队过闸航行三维实时仿真系统分别进行了验证,结果表明本系统能实时动态模拟船舶编队过闸全过程,并准确计算船舶编队过闸航行状态,可为未来实现船闸水域船舶编队航行提供重要的基础平台支撑。     

海上编队综合防空作战效能评估方法

防空作战是海上编队面临的最为重要的作战样式之一,研究海上编队综合防空作战效能评估方法,对评估海上编队综合防空作战成效、提高海上编队综合防空作战能力具有重要意义.按照实际防空作战中防线和防御兵力分配要求,建立了综合评估指标体系,给出了计算方法和计算步骤,既可评估综合防空作战效能,也可针对某一作战环节单独进行评估.     

海上舰艇编队及其主要编队模式

概述了海上舰艇编队的基本概念及美，英，法，俄，日等国的编队模式和作战能力。     

多航态新概念艇型阻力性能分析

针对海上特殊任务的要求,结合水面船和潜艇的优势,提出一种新概念艇——多航态艇.基于计算流体力学(CFD)方法对目标艇在水面航行和水下航行状态下的阻力性能进行数值模拟,并对初始方案进行改进,获得更好的阻力性能.通过对采用改进方案的模型进行阻力性能试验,验证数值方法在预测新概念艇阻力性能方面的可靠性.     

自适应控制技术在船舶编队中的应用与实现

在海洋上航行的船舶越来越多,尤其在狭小航道中,船舶的有序编队航行尤为重要。为应对这种发展要求,需要解决船舶编队航行中遇到的通讯控制难题。本文探讨船舶编队航行的特点,并建立相应的船舶动态航行模型。利用神经网络算法,建立具有自适应控制能力的船舶编队控制模型。通过对动态非线性航行的仿真和分析,本文提出的自适应控制技术能够满足船舶编队航行的运动控制要求,在船舶跟随和扰动响应上性能优越,具有良好的市场应用价值。     

增强电磁干扰反导效果的舰艇编队队形优化配置

舰艇编队在航渡过程中如何有效防御来自空中对方的反舰导弹的打击对舰艇编队的生存能力是至关重要的。文章研究了在敌方反舰平台发射了反舰导弹之后,己方被攻击舰艇编队如何通过编队队形的优化配置使得采用电磁干扰的方式进行反导的效果最优。由于各舰的电磁干扰系统是独立运行的,各舰除了要保证本舰的安全也要保证反舰导弹被干扰之后不会二次捕捉、攻击进而威胁到本舰队的其它舰艇。     

新型护卫舰编队对潜搜索兵力运用问题研究

通过对编队搜潜方法问题的研究及相应的战术计算,建立了编队搜潜能力数学模型,计算了各搜索机动要素,分析了最合理的搜索队形和兵力配置,为新型护卫舰编队对潜搜索兵力需求、机动方案和组织实施等提供理论指导,并为深入研究编队对潜搜索作战使用相关问题提供理论参考。     

船舶航行风险形成原因重要度分析与计算

航运是高风险行业。风险形成原因分析是风险分析和风险评估不可缺少的部分。根据船舶航行的特点和实际情况,在风险分析过程中,就如何进行风险原因分析(尤其是人为因素的分析)进行了新的探索。结合IMOMSC/Cir.953和MEPC/Cir.352两个通函和SHEL模型,总结出风险原因的基本内容。利用AHP方法对风险原因进行了调查和分析,得到了船舶航行风险形成原因的各因素重要度,被证明可以在风险评估中有效应用。     

舰艇护航编队防空队形配置方法研究

针对舰艇护航编队防空需要,从定量分析的角度,研究并给出了水面舰艇护航防空队形配置方法.该方法将舰炮视为编队防空的主要武器,以优化警戒幕半径为目标,构建了编队防空队形配置模型.以典型舰艇和舰炮性能为输入参数,通过算例验证了队形配置模型的有效性.     

嵌入式MIMU/GPS紧组合导航数据控制实现

针对东南大学研制的嵌入式MIMU/GPS紧组合导航系统,研究了基于DSP和FPGA的组合导航计算机数据控制和传输。组合导航计算机由DSP、FPGA以及两片MCU等组成,DSP进行导航计算,FPGA负责外部数据的控制和准备,一片MCU实现GPS控制和解码,另一片MCU传递GPS数据和负责上位机通讯。嵌入式MIMU/GPS紧组合导航系统试验结果表明,MCU及DSP数据部分的控制和传输实时性好,能满足DSP对外围大量数据的需求。     

多自主水下航行器编队控制技术研究

对多自主水下航行器编队任务进行了概述,针对编队问题和目前常用的编队方法,提出了基于领航者法的分层式编队控制技术,将人工势场法引入到编队控制行为中,提高了AUVs编队的协调性与协作性,增强了编队体系的环境自适应能力.最后,通过仿真实现了多种编队案例,验证了算法的合理性和实用性.     

一种高精度的天文导航姿态与航向解算模型

利用天文导航进行运载体姿态及航向解算是导航领域一个新的研究课题,具有重大的研究意义及应用价值.本文介绍了一种构建在天球坐标系中的天文导航姿态与航向解算模型.该模型在不利用惯导姿态数据的前提下进行计算,通过构建的模型演变得到运载体的精确姿态及航向,可以有效校正惯导设备因惯性陀螺漂移而导致的姿态误差与航向误差.实际应用表明,该模型对于校正惯性陀螺漂移,提高惯导设备精度具有重大意义.     

一种舰艇编队油料消耗量预测模型研究

舰艇编队的油料消耗是海上后勤保障的重要内容。运用系数标准法,通过分析影响舰艇编队油料消耗的各个因素,提出从舰艇主机和副机两个方面分别建立舰艇编队油料消耗的系数标准法模型,对舰艇编队的油料消耗进行准确预测。     

温州石化基地30万吨级航道选线研究

采用水动力泥沙条件分析、冲淤演变分析、航道轴线平均水深与开挖深度统计、基建工程量计算、二维潮流数学模型计算、航道年淤积强度与淤积量计算、航道骤淤计算、三维潮流数学模型计算、通航安全分析等多种手段对温州石化基地30万吨级航道多条轴线方案进行了比选研究。根据航道轴线自然淤积厚度、航道天然平均水深、航道平均开挖深度、航道首次开挖量、航道长度，大潮最大流速与航道轴线交角、最大横流速度、航道年平均淤积强度、航道年淤积量、航道平均骤淤强度、航道段最大骤淤强度及通航安全（航道拐点、附近有无岛礁）等多项指标对航道轴线方案进行了选择。研究结果认为与涨落潮流方向基本一致的直线方案为最佳航道轴线方案。     

海上编队对空防御作战能力研究

随着军事技术的不断发展,编队在海上遂行任务时面临的空中威胁日益严峻,对空防御作战是海上编队面临的最为重要的作战样式之一,这对编队对空作战能力提出了新的挑战。在研究美军CEC的基础上,文章介绍了编队对空防御作战的军事需求,阐述了编队对空防御作战体系,并研究了编队舰载雷达组网和舰载预警机参与下编队的对空防御作战能力。