水面舰艇编队搜潜阵型及路径研究

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反潜战任务包括有效分配和规划稀缺搜索资源，在动态和不确定的任务环境中搜寻、探测、跟踪和打击敌方潜艇，是海上行动的关键。本文对舰艇搜索潜艇的各种场景进行了详细的研究，全面讨论了水面舰艇应召和非应召两种搜潜类型，在以网络为中心和以平台为中心两种作战模式下的布阵和搜索路径的优化问题，来帮助反潜战指挥官更好地做出决策。首先研究了指定队形的队形优化问题，编为指定队形的多艘舰艇可以看作一个能力增强的整体来参与布阵。以探测概率-距离函数和多舰艇联合探测概率公式为理论基础，以覆盖范围面积最大化为目标，建立了基于反潜探测能力的队形优化模型，设计了积分寻优法进行模型求解，给出合理的队形方案。然后详细研究了非应召搜索和应召搜索的搜索方案。当潜艇分布位置未知时，基于蒙特卡洛仿真构建了非应召搜索方案评估模型，通过大量仿真得到累计探测概率和平均发现时间，通过这些评价指标进行搜索方案优选。基于蒙特卡洛仿真的舰艇非应召搜潜方案评估模型，对各种搜索方案均适用，可扩充性强，且克服了计算评估方法对目标运动考虑较为简单的缺陷。仿真结果表明以网络为中心的编队曲折搜索方案效能最佳。当潜艇概率分布已知时，利用隐马尔科夫模型框架对应召搜索舰艇布置和搜索路径规划问题进行了研究，建立了基于搜潜期望最大化的优化模型，并利用进化算法求解，并用区域分割的方式来避免搜潜路径重叠问题，同时也更易找到更优的解。基于隐马尔科夫的舰艇应召搜潜研究模型，能有效描述和利用获取的潜艇信息，从而得到更加合理的布阵及路径规划方案。

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作者
张诗;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科系统工程
授予学位硕士
导师姓名余明晖;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类计算技术、计算机技术;
关键词
水面舰艇编队;

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