高空长航时无人机战场态势显示系统设计及效能评估研究

发布时间：2017-10-12 15:25

  本文关键词：高空长航时无人机战场态势显示系统设计及效能评估研究

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【摘要】：从当前世界各国尤其是美国的发展看,无人机的应用仍然是以侦察情报支援为主,高空、长航时、大载荷侦察无人机仍是现阶段无人机发展的主要方向之一。传统的高空长航时无人机在侦察数据判识和综合信息显示方面存在着判读数据和综合信息所需的背景情报分散、目标关联困难等问题,需要将无人机侦察数据、无人机状态信息等结合战场态势等信息在同一系统下关联显示。本文以当前和未来高空长航时无人机空中侦察、通信为基础,详细研究了高空长航时无人机的典型作战使用模式和态势信息流程,设计了高空长航时无人机战场态势显示系统,该系统利用通用战场态势等背景信息进行无人机侦察数据的判读和综合信息的显示,辅助高空长航时无人机侦察任务的开展和执行,可有效提高无人机的侦察数据应用能力和任务效能。同时,结合整个“无人机侦察—侦察数据回传—侦察数据判读—情报应用”侦察情报链特点,运用“综合指数法”建立了高空长航时无人机效能评估体系和数学模型。具体研究内容包括:(1)首先介绍了国内外无人机的应用和发展现状;阐述了常用高空长航时无人机侦察设备和机载通信系统。然后以此为基础,研究了高空长航时无人机5种典型作战模式和态势信息流程。(2)研究了通用战场态势与地理信息系统,提出了基于高空长航时无人机侦察数据和中继态势保障的无人机战场态势显示系统的概念和设想,并对其技术可行性进行了分析。然后,进一步分析了高空长航时无人机在各典型作战模式下可实现的态势显示系统使用需求,结合需求建立了高空长航时无人机战场态势显示系统构架,并详细设计了高空长航时无人机战场态势显示系统数据处理端和接收显示端的人机交互界面,以及接收显示端的辅助任务控件。最后,讨论了该系统的使用优势和参考价值。(3)分析了侦察情报链和任务条件在高空长航时无人机任务效能评估体系中的意义。在效能评估体系中,基于侦察情报链特点对传统的无人机侦察能力所包含各分项能力的种类及其相关性进行了重新的考虑,对典型作战任务下的高空长航时无人机各项能力的相关性进行了分析,并提出将任务可执行度(包括时间可执行度和环境和执行度)作为高空长航时无人机效能评估的动态权衡标准,建立了高空长航时无人机任务效能指标体系。然后,基于效能指标体系,运用“综合指数法”建立了高空长航时无人机效能评估的计算模型。最后通过算例验证了模型的可行性。
【关键词】：高空长航时无人机 战场态势 态势显示系统 效能评估 侦察情报链 任务可执行度
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外无人机发展现状10-15
• 1.2.1 美国发展现状10-12
• 1.2.2 其他国家发展现状12-13
• 1.2.3 中国发展现状13-15
• 1.3 课题研究意义及应用前景15-16
• 1.4 论文研究内容安排16-18
• 第2章 高空长航时无人机典型作战模式和态势信息流程研究18-32
• 2.1 高空长航时无人机侦察与通信18-23
• 2.1.1 高空长航时无人机侦察设备18-22
• 2.1.2 高空长航时无人机通信链路22-23
• 2.2 高空长航时无人机典型作战模式与态势信息一般流程23-32
• 2.2.1 态势广播模式的作战使用和态势信息一般流程23-25
• 2.2.2 任务请求模式的作战使用和态势信息一般流程25-27
• 2.2.3 专属支援模式的作战使用和态势信息一般流程27-28
• 2.2.4 时敏打击模式的作战使用和态势信息一般流程28-30
• 2.2.5 超视距模式的作战使用和态势信息一般流程30-32
• 第3章 无人机战场态势显示系统可行性分析32-36
• 3.1 通用战场态势与地理信息系统32-33
• 3.1.1 通用战场态势32
• 3.1.2 地理信息系统与战场态势显示32-33
• 3.2 无人机战场态势显示系统和可行性研究33-36
• 3.2.1 无人机战场态势显示系统33-34
• 3.2.2 系统基本需求与可行性分析34-36
• 第4章 高空长航时无人机战场态势显示系统设计36-53
• 4.1 高空长航时无人机战场态势显示系统需求分析36-37
• 4.2 系统构架和数据交互设计37-38
• 4.3 数据处理端人机交互界面设计38-39
• 4.4 接收显示端人机交互界面设计39-45
• 4.4.1 接收显示端人机交互界面布局设计39-40
• 4.4.2 主态势显示窗口设计40-41
• 4.4.3 情报产品/图层管理边侧栏设计41-42
• 4.4.4 联动小地图与图层规划设计42-43
• 4.4.5 无人机和主要协同单位状态信息栏设计43
• 4.4.6 任务信息边侧栏设计43-44
• 4.4.7 态势时间控制栏设计44-45
• 4.5 接收显示端的辅助任务控件设计45-52
• 4.5.1 无人机实时数据关联控件46
• 4.5.2 无人机通信链路指示控件46-47
• 4.5.3 无人机盘旋轨道控件47-48
• 4.5.4 任务管理控件48
• 4.5.5 传感器图像快视控件48-49
• 4.5.6 时敏目标辅助搜索控件49-50
• 4.5.7 时敏目标辅助定位控件50-51
• 4.5.8 时敏目标辅助打击控件51-52
• 4.6 使用优势和参考价值52-53
• 第5章 高空长航时无人机任务效能评估53-63
• 5.1 评估意义53-54
• 5.1.1 侦察情报链在无人机效能评估体系中的意义53
• 5.1.2 任务条件在无人机效能评估体系中的意义53-54
• 5.2 效能评估总模型设计54-55
• 5.3 分项指标体系设计55-56
• 5.4 效能评估分项指标模型的建立56-60
• 5.4.1 任务可执行度S56-58
• 5.4.2 侦察能力R58-59
• 5.4.4 作战能力C59-60
• 5.4.5 中继能力RC60
• 5.4.6 电子干扰能力K60
• 5.5 算例60-62
• 5.5.1 任务情况假定60-61
• 5.5.2 任务无人机假定61
• 5.5.3 任务效能评估61-62
• 5.6 效能评估总结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 存在的问题和展望63-65
• 参考文献65-67
• 硕士期间发表的论文及学术成果67-68
• 参加科研项目67
• 发表论文67-68
• 致谢68-69

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