本文關(guān)鍵詞：天基預(yù)警系統(tǒng)衛(wèi)星傳感器調(diào)度研究

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【摘要】：天基預(yù)警系統(tǒng)是軍事戰(zhàn)略防導(dǎo)預(yù)警的重要組成部分。設(shè)計(jì)優(yōu)異的天基預(yù)警系統(tǒng)是新時(shí)代尖端軍事發(fā)展的趨勢和必然要求。構(gòu)建快速、準(zhǔn)確的衛(wèi)星傳感器規(guī)劃模型是天基預(yù)警系統(tǒng)研究領(lǐng)域的重中之重。以往傳感器規(guī)劃研究集中討論衛(wèi)星傳感器與導(dǎo)彈的指派關(guān)系,但是缺乏對彈道估計(jì)中可獲得數(shù)據(jù)對傳感器調(diào)度影響的討論。本文針對以往研究中存在的不足,旨在提出一種基于彈道估計(jì)理論的天基預(yù)警系統(tǒng)衛(wèi)星傳感器調(diào)度模型。首先,設(shè)計(jì)天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度的總體框架。在以往研究的基礎(chǔ)上,基于傳感器調(diào)度目標(biāo),分析天基預(yù)警系統(tǒng)中不同傳感器對象在相應(yīng)模塊中的功能和作用。闡述天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度中彈道估計(jì)的過程,使不同傳感器對象對應(yīng)不同的彈道估計(jì)過程,從而合理布局整個(gè)天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度流程。其次,構(gòu)建一套結(jié)合彈道估計(jì)的天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度模型。本文目的在于從彈道估計(jì)中獲得相應(yīng)數(shù)據(jù),從而析出一套系統(tǒng)約束指標(biāo)或者系統(tǒng)優(yōu)化指標(biāo)。由于低軌衛(wèi)星傳感器不斷跟蹤拍攝導(dǎo)彈,可逐步完善未知導(dǎo)彈的相應(yīng)信息,通過合理調(diào)度有限資源,使天基預(yù)警系統(tǒng)能夠更加快速和準(zhǔn)確地進(jìn)行衛(wèi)星傳感器的調(diào)度工作。最后,天基預(yù)警系統(tǒng)衛(wèi)星傳感器調(diào)度問題是一個(gè)NP-Hard問題,尋找算法求解同樣是本研究的關(guān)鍵。本文將設(shè)計(jì)模型求解算法并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通過調(diào)整算法中相應(yīng)的算子,使得基于彈道估計(jì)的衛(wèi)星傳感器模型能有較優(yōu)的觀測結(jié)果。此外,還將進(jìn)行與其他求解算法的對比實(shí)驗(yàn),從而驗(yàn)證遺傳算法的有效性。本次研究把導(dǎo)彈估計(jì)理論知識與傳感器調(diào)度聯(lián)系起來,為未來傳感器調(diào)度研究提供了一個(gè)新的思路。此外,研究進(jìn)一步對模型各個(gè)約束條件和目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行量化,對未來建立天基預(yù)警系統(tǒng)的建立具有一定的理論參考作用。
【關(guān)鍵詞】：天基預(yù)警系統(tǒng) 傳感器調(diào)度 彈道估計(jì) 求解算法 威脅評估
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ86;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國外預(yù)警系統(tǒng)概述9
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.4 文獻(xiàn)綜述總結(jié)13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)15-17
• 第2章 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度模型框架17-33
• 2.1 天基預(yù)警系統(tǒng)的基本模塊設(shè)計(jì)17-21
• 2.1.1 預(yù)警目標(biāo)階段分析17-19
• 2.1.2 天基預(yù)警系統(tǒng)總體規(guī)劃方針19
• 2.1.3 天基預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警過程描述19-21
• 2.2 天基預(yù)警系統(tǒng)高軌衛(wèi)星模塊設(shè)計(jì)21-26
• 2.2.1 高軌衛(wèi)星模塊邏輯模型框架21-23
• 2.2.2 地面站信息處理-彈道估計(jì)23-24
• 2.2.3 地面站信息處理-落點(diǎn)估計(jì)24-26
• 2.3 天基預(yù)警系統(tǒng)低軌衛(wèi)星模塊設(shè)計(jì)26-32
• 2.3.1 低軌衛(wèi)星模塊邏輯模型框架27-28
• 2.3.2 地面站信息處理-點(diǎn)跡融合28-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度模型構(gòu)建33-45
• 3.1 傳感器調(diào)度模型假設(shè)33
• 3.2 傳感器調(diào)度模型形式化描述33-38
• 3.2.1 天基預(yù)警系統(tǒng)模型-變量描述34-36
• 3.2.2 傳感器調(diào)度模型分析36-37
• 3.2.3 任務(wù)分解37-38
• 3.3 傳感器調(diào)度模型優(yōu)化目標(biāo)38-42
• 3.3.1 最小化威脅38-40
• 3.3.2 最小化信息熵40-41
• 3.3.3 最大化傳感器利用率41-42
• 3.4 傳感器調(diào)度模型約束條件42-43
• 3.4.1 任務(wù)約束42
• 3.4.2 資源約束42-43
• 3.4.3 環(huán)境約束43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度模型求解算法45-53
• 4.1 基于遺傳算法的調(diào)度求解45-46
• 4.2 編碼方式46-48
• 4.3 遺傳算子設(shè)計(jì)48-52
• 4.3.1 適應(yīng)度函數(shù)48-49
• 4.3.2 選擇算子49-50
• 4.3.3 交叉算子50-51
• 4.3.4 變異算子51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)53-60
• 5.1 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度仿真想定53-54
• 5.2 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-57
• 5.3 天基預(yù)警系統(tǒng)傳感器調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)分析57-59
• 5.3.1 迭代次數(shù)57-58
• 5.3.2 種群數(shù)量58-59
• 5.3.3 變異率59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 附錄1 導(dǎo)彈信息65-66
• 附錄2 衛(wèi)星傳感器可用時(shí)間窗66-69
• 附錄3 衛(wèi)星傳感器調(diào)度方案69-76
• 致謝76

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