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面向信息优势的C~4ISR系统关键技术研究

王勇  
【摘要】: 在信息时代的战场上,获取信息优势、掌握制信息权已成为夺取战争胜利的重要前提。从C~4ISR系统的发展历程来看,无论是通信、计算机、情报还是监视与侦察,目的都在于收集、处理、传输、控制和利用战场信息,以获取信息优势。但是,从获取信息优势的角度对C~4ISR系统的研究,国外尚未见到比较系统的成果,国内的研究更是寥寥无几。本文面向信息优势对C~4ISR系统的信息获取、目标识别、态势评估、威胁估计、武器分配、效能评价以及网络中心战等关键技术进行深入研究,取得了一些创新性成果: (1)通过对Lanchester线性率中各参数物理意义及作战过程的分析,建立了反映侦察和监视效果的兵力消耗过程模型,并引入博弈论分析了战场上信息的不对称对交战结果的影响,克服了描述C~4ISR系统的Lanchester方程没有考虑作战单元、对手和环境间的动态交互以及数学结构简单的缺点。 (2)针对传统DSmT随着辨识框架中元素的增多而焦元个数急剧增长的计算量问题,提出了一种基于DSmT的快速Mass函数收敛算法。结合现代战争的复杂性特点,给出了复杂电子战环境下雷达辐射源识别模型,并从理论上分析其有效性并讨论了每层中适合采用的方法。仿真表明,基于DSmT的快速Mass函数收敛算法比传统的证据推理规则在处理高冲突信息时更加有效。 (3)运用匈牙利算法研究了C~4ISR系统的武器-目标分配问题。给出了基于匈牙利算法的n对n指派问题算法流程,并把它推广至n对m,m≠n的多目标分配中。仿真结果表明了将此算法应用到协同空战及超视距空战中的有效性。 (4)在深入分析C~4ISR系统态势评估概念的基础上,把态势评估看作动态战场环境中各种个体、规则、文化军事背景交互的更一般和主动的过程,提出了一种反映人主观思维的高层贝叶斯博弈态势评估框架,并通过仿真进行了给定战场想定的态势推演。 (5)基于C~4ISR系统评价指标和评价框架的分析,对C~4ISR系统效能评估的关键研究领域做了详细的研究和总结。提出了一种基于矩阵对策的C~4ISR系统作战效能评估方法,利用矩阵对策构建不同作战策略的效能评估模型,实现了对抗环境中C~4ISR系统作战效能的动态评估,并给出了模型的分析与求解方法。 (6)从如何获取信息优势出发,分析了网络中心战效能评估的难点和主要研究内容。在对网络中心战的认知域效能评估进行深入分析的基础上,用基于信息熵的知识函数量化节点间的信息共享效果,用复杂性理论量化网络冗余的负面影响。最后给出了评价网络中心战的认知域中信息搜集和信息共享效果的定量方法并进行了仿真分析。


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