超視距目標(biāo)指示系統(tǒng)及其戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈體系結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，高度靈活和可靠的戰(zhàn)術(shù)通信是保障有效指揮和控制的關(guān)鍵，本文以戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)為應(yīng)用背景，研究適合超視距目標(biāo)指示系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
　　超視距目標(biāo)（OverTheHorizonTarget簡(jiǎn)稱OTHT）是指相對(duì)于雷達(dá)視距以外的目標(biāo)。目標(biāo)指示方法是超視距目標(biāo)指示系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)之一。本文首先對(duì)超視距目標(biāo)指示系統(tǒng)及其指示方法進(jìn)行了研究，主要介紹了基于雷達(dá)的超視距目標(biāo)指示方法，基于時(shí)差信息的超視距目標(biāo)指示方法和空

2、中超視距目標(biāo)的三維無(wú)源指示方法。分析了基于雷達(dá)的超視距目標(biāo)指示方法的誤差來源及解決方法，對(duì)基于時(shí)差信息和空中超視距目標(biāo)的三維無(wú)源指示方法進(jìn)行了研究和仿真分析。
　　戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是超視距目標(biāo)指示系統(tǒng)正常工作的前提和保障，它要完成超視距目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確傳輸。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的結(jié)構(gòu)形式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈采用集中式體系結(jié)構(gòu)，本文首先對(duì)傳統(tǒng)的集中式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，這種集中式的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈在網(wǎng)絡(luò)的抗

3、毀性、抗干擾性等方面都難以適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的要求。采用分布式體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為建設(shè)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的主要發(fā)展方向，重點(diǎn)介紹了分級(jí)分布式體系結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)充性好、抗毀性強(qiáng)、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)，考慮了節(jié)點(diǎn)單元的不同的處理能力，更加適合于用于指揮控制系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。
　　然后，介紹了具體的分級(jí)分布式體系結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方法。在對(duì)現(xiàn)有的三種分簇法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出一種基于可信度的分簇算法。該算法綜合考慮節(jié)點(diǎn)的可信度、安全

4、性及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等多方面因素，使得網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性增加，避免網(wǎng)絡(luò)的瓶頸效應(yīng)。仿真結(jié)果表明，基于可信度的分簇算法的性能優(yōu)于其他三種分簇算法。在此基礎(chǔ)上提出一種網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的選舉算法，能夠大大降低簇間信息的轉(zhuǎn)發(fā)率，提高網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路利用效率，在各級(jí)網(wǎng)絡(luò)上，應(yīng)用該分簇算法，形成分級(jí)分布式的指揮控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
　　其次，本文介紹了形成分級(jí)分布式體系結(jié)構(gòu)的具體方法。對(duì)于典型的最小ID分簇算法和最高節(jié)點(diǎn)度分簇算法進(jìn)行了介紹，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，

5、并指出了它們應(yīng)用于指揮控制系統(tǒng)的不足之處。提出了一種新型的按需加權(quán)分簇算法，綜合考慮節(jié)點(diǎn)的處理能力、節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性等多方面因素來計(jì)算節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，并且為了提高網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少計(jì)算和通信開銷，采用按需策略來完成簇結(jié)構(gòu)的維護(hù)。利用仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)三種分簇算法進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果表明，按需加權(quán)分簇算法的性能優(yōu)于另外兩種分簇算法。通過在網(wǎng)絡(luò)的各級(jí)上應(yīng)用分簇算法，形成分級(jí)分布式體系結(jié)構(gòu)。
　　最后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抗毀性能進(jìn)行分析，得到一種

6、網(wǎng)絡(luò)抗毀性能的度量，并提出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制算法。仿真結(jié)果表明，采用了優(yōu)化控制算法之后，網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加均勻，可靠性、抗毀性都有一定程度的提高，進(jìn)而改善了整個(gè)指揮控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的性能。采用基于節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)抗毀性評(píng)價(jià)方法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的抗毀性進(jìn)行了分析，提出了一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制算法，并對(duì)于這種算法進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，從網(wǎng)絡(luò)抗毀性的角度考慮，采用這種優(yōu)化控制算法后，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，并且還可以降低各節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率