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  • 空天防御
      2023年, 第6卷, 第4期 刊出日期:2024-01-05   
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    综述
    精确打击体系智能化的发展
    范晋祥, 刘益吉, 李宁, 柴娟芳
    空天防御. 2023, 6 (4): 1-11.  
    摘要   PDF (831KB)
    近年来,为了适应作战方式向多域/全域联合作战方向发展,以及武器装备向协同化、体系化方向发展,提升精确打击体系在体系化联合作战及与强敌对抗条件下的打击能力,美国等军事强国基于近十几年来人工智能技术的迅速发展及其在商用、工业和科学等领域的成功应用经验,大力开展精确打击体系智能化研究和开发,并实现初步应用。本文综述了国外先进的精确打击体系智能化发展情况,分析了先进精确打击体系对智能化的需求,重点介绍了精确打击体系的信息支持系统智能化与精确交战环节智能化的整体发展情况,并简述了相关关键技术。
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    美军数字化转型发展分析与启示
    张雪
    空天防御. 2023, 6 (4): 12-16.  
    摘要   PDF (639KB)
    数字化转型是军备转型的战略需求,也是军事理念变革的重要保证,更是智能化技术条件下打赢未来战争不可或缺的一个重要环节。为持续保持战争优势,美军在第四次工业革命浪潮的冲击下积极推进数字化转型。本文分析了美军数字化转型的必要性、发展目标、意义和实施途径,并从标准规范建立、数据模型构建、人员数字化素养等方面提出了推进我国军队数字化 转型的具体措施。
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    雷达/红外复合导引及半实物仿真技术发展与展望
    庞博, 李艳红, 田义, 郑国栋
    空天防御. 2023, 6 (4): 17-23.  
    摘要   PDF (1489KB)
    雷达/红外复合制导半实物仿真已成为复合精确制导装备设计研制和考核鉴定的重要手段。本文阐述了国外雷达/红外复合导引头研究现状,给出了国内外雷达/红外复合制导半实物仿真技术的发展现状,分析了各类复合制导半实物仿真系统的特点。最后展望了复合仿真技术的发展方向,旨在为仿真系统建设、仿真试验开展提供参考与借鉴。
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    超高速流动中气膜冷却技术的研究综述
    戴思明, 许自然, 窦怡彬, 马海腾, 赵如意
    空天防御. 2023, 6 (4): 24-30.  
    摘要   PDF (609KB)
    气膜冷却有长航时、高冷却效率和可重复使用等优点,被认为是天地往返航天器中极有前景的热防护技术。在超声速流动中气膜冷却研究主要集中在切向槽缝射流构型。在超高速流动中,钝头逆向射流气膜冷却研究也已经出现,且相关研究表明该技术有良好的防热减阻效果。在冷却剂物性上,冷却剂分子量、比热、黏度和声速均会影响冷却效率,其中比热的影响较大,模化研究需要注意该因素。在流动条件中,吹风比、激波和边界层状态均会影响气膜冷却效率。对切向气膜冷却来说,激波入射会降低冷却效率,这是因为激波会提高当地绝热壁温,同时加快冷却剂的耗散。然而,激波与交叉射流离散孔气膜冷却相互作用的报道较少,亟须精细化研究探索其作用规律及机理。
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    专业技术
    基于量子遗传算法的反舰导弹航路规划方法
    蒋瑞民, 王宣灵, 张明恩, 赵斌
    空天防御. 2023, 6 (4): 31-34.  
    摘要   PDF (634KB)
    为了提升遗传算法在反舰导弹航路规划中的寻优效率,提出一种基于量子遗传算法的反舰导弹航路规划方法。首先利用傅里叶变换中正弦函数叠加思想,将可行航路曲线用若干正弦波之和进行表征;其次,基于量子遗传算法(QGA)对航路模型中待优化的参数在取值范围内进行寻优得到最优航路;最后,设定典型的威胁区,通过数学仿真验证本文所提出的规划方法的有效性和寻优效率。
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    基于Transformer架构的高超声速飞行器轨迹生成与预测算法
    狄子琦, 王翔宇, 吴双, 周宇
    空天防御. 2023, 6 (4): 35-41.  
    摘要   PDF (1791KB)
    随着高超声速飞行器打击水平的不断增强,如何对其进行精确轨迹预测成为防守方的研究焦点。本文结合Transformer深度学习模型,提出基于参数估计的轨迹预测模型。首先,从空气动力学视角建构影响飞行器机动的控制参数模型,并归纳不同机动模式下控制参数的变化规律;其次,建立基于Transformer架构的轨迹控制参数预测模型,并设计平衡优化控制参数与物理轨迹的神经网络损失函数;最后,利用控制参数模型生成多条不同机动模式下的仿真轨迹数据,并输入轨迹预测模型以学习控制参数与轨迹数据的变化规律;此外,将测试轨迹数据输入训练所得的模型以获得模型性能的测试结果。结果表明:本文所提出的轨迹预测模型对不同机动模式下的高超声速飞行器轨迹都有良好的预测效果。
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    一种基于红外图像三维重建效果与精度的评价方法
    陈寂驰, 魏国华, 柴娟芳
    空天防御. 2023, 6 (4): 42-50.  
    摘要   PDF (2202KB)
    现有的三维重建评价指标多适用于目标可见光图像重建,注重模型整体精度度量而忽略模型局部正确性,因此并不完全适用于红外图像三维重建评价。为此,提出一种复合指标来评价模型,该模型包含重建模型关键特征完整度、相机位姿估计准确性、三维重建评价误差基准距离等指标。仿真结果表明:本文提出的重建模型评价方法针对不同重建质量的模型具有良好的鲁棒性,可避免单一评价指标无法有效表征红外重建模型重建精度的问题,能够准确量化点云类、含纹理类模型的重建效果。相比现有三维重建评价方法,该评价方法更加全面。
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    基于近端策略优化的制导律设计
    李梦璇, 郭建国, 许新鹏, 沈昱恒
    空天防御. 2023, 6 (4): 51-57.  
    摘要   PDF (1083KB)
    制导律设计是拦截系统中的关键问题,常用的变结构制导律在拦截复杂机动目标时制导精度下降,且容易出现抖振。本文提出了一种基于近端策略优化的制导律设计方法,将拦截机动目标的制导问题抽象为马尔科夫决策过程,并设计了能够评价脱靶量和视线角速率抖振的奖励函数。对比实验表明:基于近端策略优化及其输出连续化的制导律拦截效果更加优秀,且能有效抑制滑模制导律中抖振现象,展现出良好的研究前景和潜在的应用价值。
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    等离子鞘套电磁仿真网格前处理
    丁策, 王涵, 林海
    空天防御. 2023, 6 (4): 58-63.  
    摘要   PDF (989KB)
    在研究等离子鞘套的电磁特性时,需要在仿真计算出的流场数据中计算出空气电离程度,得到流场网格下的各顶点的介电常数。进行电磁计算时,由于该套网格过于疏密而且四面体单元不均匀,计算平台无法计算,需要进行网格简化。针对相对于计算平台密集的网格数量和网格分布的跨尺度不均匀的问题,本文提出一种基于蒙特卡洛随机算法的网格简化方法。相较于目前已有的四面体网格简化方法,本方法简单易用,时间复杂度为O(N)(N为顶点个数),空间复杂度为O(N)。
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    基于区域融合的小目标图像盲复原方法
    冯雨欣, 张冬冬, 厉小润
    空天防御. 2023, 6 (4): 64-73.  
    摘要   PDF (1630KB)
    针对高超声速飞行器的复杂光学成像条件下出现的图像模糊与噪声问题,提出一种基于区域融合估计点扩散函数的小目标图像盲复原方法,从目标区域提取和区域融合两个方面降低小目标图像点扩散函数估计误差。首先利用边界延拓解决目标与边界的重叠问题,然后使用多区域加权融合结合灰度匹配的方法,提高点扩散函数的估计准确性。采用仿真数据和实际图像验证所提出方法的有效性。结果表明:该方法可以有效抑制背景噪声,集中目标的能量分布,改善小目标的清晰度和显著性。本研究为高超声速飞行器的小目标识别与精确打击奠定了基础。
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    一种随机相位多频点循环叠加梳状谱干扰波形设计
    张铭昊, 张文旭, 陆满君
    空天防御. 2023, 6 (4): 74-79.  
    摘要   PDF (1136KB)
    随着捷变频技术的发展,传统的压制式干扰无法对其工作频点实施精准打击,因而难以达到理想的干扰效果。与之相比,梳状谱干扰能够对捷变频雷达的工作频点进行瞄频干扰,从而解决上述问题。现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台能够利用并行处理的优势,提升对数字信号的处理速度。直接数字频率合成(DDS)技术能够灵活地进行信号合成,常用于雷达信号生成。本文对梳状谱干扰的产生机理进行研究,基于FPGA平台,运用DDS技术,提出一种多频点循环叠加的方法,并基于m序列原理产生随机数对梳状谱信号的相位进行控制,从而对梳状谱干扰波形进行设计与实现。该方法能够通过干扰参数灵活控制干扰波形,干扰频率误差在1%以下。
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    基于组合赋权-TOPSIS的相控阵雷达抗干扰能力评估
    苏欣桐, 余海鸣, 赵会娟, 薛磊, 陈文哲
    空天防御. 2023, 6 (4): 80-85.  
    摘要   PDF (622KB)
    为评估相控阵雷达在复杂电磁环境中能否正常发挥抗干扰性能,建立了抗干扰评估指标体系与评估方法。首先分析雷达受干扰条件下采用抗干扰措施前后的状态改变,构建抗干扰改善因子、压制系数和抗干扰能力度量3个评估指标,以及下属相控阵体制、频率捷变、重频参差、旁瓣相消4个抗干扰措施。其次通过主客观结合组合赋权法确定更加合理的权重,应用理想点法(TOPSIS)的综合评价方法对抗干扰效果的有效性进行求解排序。最后通过仿真验证了该方法的合理性。评价结果相较于单纯层次分析法具有更高的稳定性,得出该模型具有更高应用价值的结论。
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    非均匀噪声下的嵌套阵列DOA估计
    李婕, 司伟建, 刘佳宁
    空天防御. 2023, 6 (4): 86-92.  
    摘要   PDF (1001KB)
    针对嵌套阵列的欠定波达方向(DOA)估计在非均匀噪声背景下性能失效的问题,提出一种基于Toeplitz矩阵重构的嵌套阵列DOA估计算法。首先,计算接收数据的协方差矩阵,分解出包含非均匀噪声项的对角阵,选取对角线元素最小值替换其他元素,对协方差矩阵进行重构;然后将抑制非均匀噪声后的接收信号进行积处理,对阵列进行扩展,利用处理后的接收信号重构Toeplitz矩阵,通过特征值分解,结合MUSIC算法实现DOA估计。理论分析和仿真结果均表明:本文方法对非均匀噪声实现有效抑制,增加了阵列孔径,提高了阵列自由度,并相对于现有方法拥有更好的DOA估计性能。
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