舰机协同反潜导航问题研究

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模糊AHP的舰机协同对潜搜索方式优选

效性。探讨的舰机协同对潜搜索方式优选方法及得出的结论，实际反潜战的指挥决策有一定的应用价值。对关键词：糊ＡＨＰ，机协同，索方式，化决策模舰搜优
中图分类号：Ｊ６Ｔ７０文献标识码：Ａ
ｗａｓｉａｄａｒａｅｒｈｐｓｎｉｐｌｎｓ．ｔｅｔｔｄｉｓｐｔｍｉｅｃｉｅｈｅｔｘｓｕｅｏｉｚｈｏｃｍｅｈｏｅｒｈｔｄｏｆｓａｃｗａｓｄＦＡＨＰ．Ｔｈｔｘｔｙｂａｅｅｅ
Ｖｏ．３ＮＯ４１５，．
Ａｐ・００ｒ２１
火力与指挥控制
ＦｉｅＣｏｔｏｒｎｒｌ＆ＣｏｍｍａｄＣｏｔｏｎｎｒｌຫໍສະໝຸດ 第３５卷第４期
２１００年４月
文章编号：０２Ｏ４（ＯＯＯ一１７Ｏ１Ｏ一６０２１）４Ｏ６一４
战术方法出发，对四种搜索方式的不同特点和优劣，究了基于模糊层次分析法的搜索方案优化选择方法。根据选取的作针研战指标对搜索方式进行了仿真，计算了各方案相对于准则的权重并对其进行排序，出了结论，证了方法的可行性和有并得验
ｕｃｒａｎｙａｄｆｚｙＡｃｏｄｎｔｔｅｈｒｃｅｉｔｓｆｉｅｅｔｏｐｒｔｅｅｒｈｗａｓｂｔｅｎｅｔｉｌｎｕｚ．ｃｒｉｇｏｈｃａａｔｒｓｉｏｄｆｒｎｃｏｅａｉｓａｃｙｅｗｅｎｃｆｖ

舰机协同反潜有利态势初探

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Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｕｐｓｓｔｅｅｒｈｔｐｃｌａｖｎａｅｕｉａｉｎ，ｗｈｃｌｐｏｉｅａｉｏｍａｅｄｃｓｏｅｐｒｏｅｉｏｒｓａｃｙｉａｄａｔｇｏｓｓｔｔｓｕｏｉｈｗｉｒｖｄｓｂｓｓｔｋｅｉｉｎｌｆｒｓｉｎｅｉｏｔｒＳｃｏｄｎｔｄａｔｕｍａｉｅｗａｆｒ．Ｆｒｔ，ｓｍｅｐｉｃｐｅｒｒｐｓｄｔｏｆｒｏｈｐａｄｈｌｐｅ ’ ｏｒｉａｅｎｉｂｒｎｒａｅｉｓｌｃｓｙｏｒｎｉｌｓａｅｐｏｏｅｏｃｎｍｉｗｈｔｅｅｓｔａｉｎｉｄａｔｇｏｓｏｏｃｏｄｎｏｄｔｃｉｇｄｓａｃａｔａｋｄｓａｃ．ｅｈｅｙｉａｅｈｒｔｉｔｏｓａｖｎａｅｕｒｔｃｒｉｇｔｅｅｔｎｉｔｅｍｄａｔｃｉｔｎｅＴｈｎｔｒｅｔｐｃｌｈｕｎａｎａｔｇｎｚｄｓｔａｉｎｒｇｉｉｅｎｄｔｉ，ａｄｓｍｅｔｐｃｌａｖｎａｅｕｉａｉｎｒｏｎｅｕｓｄｏｎａｏｉｅｉｕｏｓａｅａｌｚｄｉｅａｌｎｏｙｉａｄａｔｇｏｓｓｔｔｏｓａｅｐｉｔｄｏｔｔｎｃｕｂａｅｎｔｏｅｒｎｉｌｓｈｓｐｉｃｐｅ．Ｆｉａｌ，ｔｅｓｇｉｉａｃｏｄａｔｇｏｓｉａｉｎｏｄｃｓｏ・ｋｉｇｓｎｌｚｄａｄｔｅｎｌｙｈｉｎｆｎｅｆａｖｎａｅｕｓｔｔｔｅｉｉｎｍａｎｉｃｕｏａａｙｅ，ｎｈｄｃｓｏ－ｋｉｇｆｏｂｓｄｏｔｉｐｏｏｅ．ｅｒｓｌａｉｅａｆｕｄｉｎｆｒｆｒｖｒｒｓａｃｎｂｉｉｇｅｉｉｎｍａｎｗａｅｎｉｓ：ｐｓｄＴｈｅｕｔｍｙｇｖｏｎａｏｏｏｅｅｅｅｒｈｉｕｌｎｌｒｓｔｄａｔｃｃｅｓｆｒｓｉｄｈｌｃｐｅ ’ ｏｒｉａｅｎｉｕｍａｉｅｗａｆｒ．ｔｋｓｈｍｅｏｈｐａｅｉｏｔｒＳｃｏｄｎｄａｔｓｂｒｎｒａｅａｎｔ

无人机与舰艇协同作战的未来设想

无人机与舰艇协同作战的未来设想随着科技的飞速发展，无人机作为一种新兴的战争工具，正逐渐在现代军事中发挥重要作用。

然而，相对于军舰来说，无人机的航行和战斗能力还存在一些瓶颈。

在未来，无人机与舰艇协同作战将成为可能，并为军舰提供更强大的火力和侦查能力。

那么，我对无人机与舰艇协同作战的未来设想如下。

首先，无人机应该具备更高的自主飞行能力。

现有的无人机大多需要人操控或通过预设航线来飞行，在与舰艇协同作战时存在很大的局限性。

未来的无人机应具备更高级的人工智能系统，能够自主识别目标、规划飞行路线，并在遭遇干扰时做出相应应对。

这样一来，无人机将能够更好地完成对敌方舰艇的侦查和攻击任务。

其次，无人机与舰艇之间的通信应更加灵活和高效。

目前，无人机和舰艇之间的通信主要依靠无线电信号，但在复杂的海上环境中，信号易受干扰，导致通信中断或延迟。

为解决这一问题，未来的通信技术应更加先进，例如采用激光通信技术，通过光束传输信号，可以实现更远距离、更高速度的通信。

这将大大提高无人机与舰艇之间的实时指挥和信息共享能力。

第三，无人机应具备更强大的火力和打击能力。

无人机往往携带的是小型武器和传感器，难以对敌方强大的舰队形成威胁。

为了提高无人机的打击能力，未来的无人机可以配备更先进、更强大的武器系统，如高能激光器、电磁炮等。

这些武器系统拥有更高的射程和杀伤力，能够有效打击敌方舰艇，增强与军舰的协同作战能力。

此外，无人机与舰艇协同作战还需要加强对敌方抗干扰能力的研究。

在实际作战中，敌方往往会采取各种手段对无人机和舰艇的通信和导航系统进行干扰，造成其失去作战能力。

未来，应加强对抗敌方干扰的研究，开发出更加抗干扰的通信和导航系统。

同时，还可以进一步研究隐身技术，减小无人机和舰艇的雷达信号和红外辐射等暴露度，提高其生存能力。

总之，无人机与舰艇协同作战的未来设想是十分广阔的。

未来的无人机应具备更高的自主飞行能力，与舰艇之间的通信应更加灵活和高效，无人机的火力和打击能力应更强大，同时还应加强对抗干扰能力的研究。

基于实例的舰艇编队协同作战冲突消解方法研究

基于实例的舰艇编队协同作战冲突消解方法研究摘要:针对舰艇编队协同作战中存在的大量冲突问题,提出了实例法冲突消解系统框架,并给出了消解流程。

通过遍历实例库中的实例,找出与目标冲突相同或相识的实例,并对其进行必要的调整,从而得到消解目标冲突的处理方案。

该方法速度快、适用面广,为消解舰艇编队协同作战中的冲突问题,提供了有价值的参考。

关键词:实例冲突消解协同作战1 引言舰艇编队协同作战包括水面舰艇、潜艇、航空兵等多兵种,涉及到防空、反潜、对海攻击、对陆攻击等多种任务,使用导弹、舰炮、鱼雷、电子战等多种武器装备,在作战过程中可能出现时域、空域、频域等方面的冲突。

有的冲突导致作战兵力、兵器之间的相互影响;有的冲突甚至可能造成毁伤己方、友方的严重后果。

信息化海战背景下,舰艇编队协同作战中的冲突具有复杂性、关联性、并发性、紧迫性等特点。

各种冲突交织在一起,仅仅依靠指挥员临机指挥来处理如此大量、复杂而又紧迫的冲突问题往往难以协调,顾此失彼。

本文提出一种基于实例的冲突消解方法来对舰艇编队协同作战中的冲突进行消解,为指挥员提供科学、合理、有效的决策支持。

2 冲突消解方法回顾目前,解决冲突的方法大体上分为两类:(1)基于数学模型的冲突解决方案[1]。

这种方法是建立在对策论的基础上,从建立冲突的数学模型人手,通过分析模型,然后针对模型的特点利用多目标决策、模糊理论等数学方法来解决冲突。

此种方法有两点不足:一是建立数学模型难。

由于舰艇编队协同作战涉及作战单元多、组织指挥复杂,涉及冲突类型多、关联性强,难以建立舰艇编队协同作战冲突问题数学模型模型;二是求解效率低下。

由于缺乏有效的算法,特别是问题规模比较大时运算时间成几何级上涨,需要花费大量时间,问题求解效率低下。

基于数学模型的冲突解决方法在经济领域取得了很好效果,但在军事领域,特别是对于舰艇编队协同作战中存在各种错综复杂的冲突,使用这种方法很难奏效。

(2)基于人工智能的冲突解决方案[2]。

舰机协同反潜中影响直升机引导水面舰艇鱼雷攻击效果的误差因素分析

ＡｎｅｒｒａｌｓｓｏｈｅｉｏｔｒＳｔｒｅＳＷｔａｋｇｉｄｂｈｈｐｒｏｎａｙｉｆｔｅｈｌｃｐｅ ’ ｏｐｄｏＡａｔｃｕｄｅｙｔｅｓｉ
ＬＵＸｉｇｌＩｎ —ｉｎ，ＥＱｕｎ，ＬＵＤｅｃｉＨＯＵＭｉｇＩ－ａ，Ｚｎ
占位速度误差。本文在对上述的各种误差源的误差传递过程进行分析的基础上，用了蒙特卡罗法进行了计算，采得出了各种误差源对攻击效果的影响。通过对计算结果的分析，出提高引导、击兵力平台的导航及定位精度对鱼得攻
（军大连舰艇学院，宁大连１６１）海辽１０８
摘要：在舰机协同反潜的作战过程中，由于引导及攻击占位的因素而影响直升机引导水面舰艇鱼雷攻击效
果的主要误差源包括引导直升机位置误差、测距离误差、测方向误差、击水面舰艇位置误差、探探攻占位航向误差和
ｗｏｌｒａｌｆｅｔｔｅｔｒｅｏａｔｃｉｇｅｆｃ．ｕｄｇｅｔｙａｆｃｈｏｐｄｔａｋｎｆｔｅＫｅｒｓ：ｅｏｎｌｓｓｏｐｒｔｄｓｉｈｌＡＳ；ｇｉｅｏｐｄｔａｋｙｗｏｄｒｒａａｙｉ；ｃｏｅａｅｈｐ— ｅｉＷｕｄｄｔｒｅｏａｔｃ
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反潜网络在潜、舰、机协同反潜作战中的应用

反潜网络在潜、舰、机协同反潜作战中的应用
王慎。石章松，张丕旭
摘
（．工程大学电子工程学院湖北武汉４０３；２海军９ｌ５部队浙江舟山３６０１海军３０３．ｌｌｌ００）要：针对未来反潜战网络化、协同化的趋势，基于新型通信技术，描述了反潜网络的工作原理及所用通信技
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｃｏｃｒｉｇｏｈｅｄｏｎｉｓｂｒｎｏａｏｎｔｒｄｄｃｏｅａｉｎｔｅｒｎｎｒｃｐｅｏｎｅｎｎｔｅｔｎｆａｔｕｍａｉｅｃｍｂｔｅｗｏｋｍｏｅａｏｐｒｔ，ｈｎｒ．ｔｎｏｕｎｉｇｐｉｉｌｆｎ
ＡｎｉｕｍａｉｅＮｅｗｏｋｎｅｐｒｏｍａｃｅｔｒｓｆｈｏｔＳｂｒｔｒｓａｄｔｅｒｎｅｆａｕｅｅｃｍｍｕｉａｉｎｔｃｎｌｇｅｅｎｔｒｒｎｒｄｃｄ — ｎｈｆｏｔｎｃｔｅｈｏｏｉｓｉｔｅｗｏｋａｅｉｔｏｕｅｏｎｈｂｓｄｏｏｅｏａｅｎｎｖｌｍｍｕｉａｉｎｔｃｎｌｇｅ．ｙｉａｏｐｒｔｅａｔｓｂｒｅｃｍｂｔｄｓｂｓｄｏｅｎｔｒｒｃｎｃｔｈｏｏｉｓＴｐｃｌｏｅａｉ．ｎｉｕｍａｉｏａｏｅｃｖ．ｎｍｏｅａｅｎｔｅｗｏｋａｅｈｐｏｏｅｏｅｔａｉｏａｎｉｓｂｒｎｌｔｏｍｓＡｓｓｌｔｅｎｔｒｋｓｂｓｏｅｒｃｎａｓａｃｂｌｙｏｒｐｓｄｆｒｈｄｔｎｌｔｕｍａｉｅｐａｆｒ．ｒｕｔｈｅｗｏｋｍａｅｅｔｆｈｅＯｎｉｓｎｅａｉｔｆｔｒｉａ．ａｅ．ｔｉａｔ．ｕｍａｉｅｐａｆｒｎｍｐｏｅｅｔ．＿０ｎｉｓｎｅａｄｅｒ－ｒｉｇｔｒａｉｅｈｅｔ．ｔｒｅｔｎｎｉｓｂｒｌｔｏｍｓａｄｉｒｖｓｒｍｏｅｒｃｎａｓａｃｎａｌｗａｎｎ．Ｉｅｌｓｔｅｒｍｏｅｉｅｃｐｉ－ｎｅｙｚｎｏｇｉａｃｄｐｏｔｄｇｅｔｙｔｅｆｇｔｆｉｎｙｏｎｌｌｔｒｕｄｎｅａｒｍｏｅｒａｌｈｎｃｅｃｆｉｇｅｐａｆｍ．ｎｈｉｅｓｏＫｅｒｓａｔｓｂｒｉｅｎｔｏｋ；ｏｐｒｔｅａｔｓｂｒｎ；ｏａｄｙｗｏｄ：ｎｉｕｍａｎｅ．ｗｒｓｃｏｅａｉｎｉｕｍａｉｅｃｍｂｔｖ — ｍｏｅ

无人水下航行器与潜艇协同技术

◼1 引言潜艇在水下战场一直凭借其隐蔽特性占据着战场的主导地位，各大军事强国也不断发展着各自的水下作战技术，现代潜艇的隐蔽性和作战能力都得到了不断发展。

随着潜艇技术与战术运用的发展趋于饱和，而反潜技术与战术不断进步，传统的潜艇应用面临着前所未有的重大挑战。

因此，如何有效解决这些问题就成了潜艇战斗力发挥的关键。

目前，无人水下航行器（以下简称为UUV）不断发展应用，其无人化、智能化、自主化等特点能够有效地解决了潜艇所面临的水下隐蔽通信及战场态势感知等问题。

因此，本文研究了UUV在与潜艇水下行动的协同作战中的任务，分析其在协同作战过程中的地位与角色，以有效解决潜艇水下所面临的常规问题，为UUV与潜艇协同作战方法研究提供参考。

◼2 潜艇作战使用面临的主要问题潜艇在水下战场往往是单艇作战，在这种情况下，如何有效地获取指令信息、感知战场态势，就成了潜艇发挥水下作战能力的首要问题。

基于潜艇常规装备技术和作战需求，目前主要面临以下问题[1]。

2.1 水下航行危险重重潜艇执行任务时往往需要在复杂的陌生水域进行长时间的水下航行，这提升了潜艇的暴露风险，但是水下环境的复杂多变也不可避免地导致潜艇水下定位产生了误差；同时水下建筑及设备和水下生物和海底垃圾也对潜艇水下航行构成严重威胁。

2.2 近程警戒侦察手段匮乏为规避敌方光学侦查手段，潜艇水下行动时往往只使用被动声纳和潜望镜进行侦察。

然而被动声纳其固有无人水下航行器与潜艇协同技术"周俊吉　龚国林　王玉（海军大连舰艇学院水武与防化系，辽宁　大连　116018）摘要：潜艇是现代海军水下作战的关键力量，而水下环境复杂，长时间的水下航行安全难以得到保证，且缺乏有效的近程立体警戒、识别定位以及通信手段，这使得传统潜艇的作战运用受到极大限制。

针对传统潜艇所面临的常见问题，结合无人水下航行器的无人化、智能化、自主化等特点，通过把无人水下航行器用作外部侦察系统、信息交互中转站等手段，克服潜艇自身短板，有效提高潜艇水下隐蔽战斗力。

反潜网络在潜_舰_机协同反潜作战中的应用_王慎

第31卷第6期指挥控制与仿真V ol.31 No.6 2009年12月 Command Control & Simulation Dec.2009 文章编号：1673-3819(2009)06-0096-04反潜网络在潜、舰、机协同反潜作战中的应用王慎1,2，石章松1，张丕旭1（1.海军工程大学电子工程学院湖北武汉 430033；2.海军91115部队浙江舟山 316000）摘要：针对未来反潜战网络化、协同化的趋势，基于新型通信技术，描述了反潜网络的工作原理及所用通信技术的性能特点。

对信息化海战中的各传统反潜平台，给出了基于反潜网络的典型协同反潜作战模式。

新作战模式表明反潜网络充分利用了反潜平台对目标的观测能力，加强了反潜平台的远距离侦察引导和早期预警，从而实现对远距离目标的引导截击，大大增强了单平台作战的效果。

关键词：反潜网络；协同反潜；作战模式中图分类号：E072 文献标志码：A DOI: 10.3969/j.issn.1673-3819.2009.06.026Application of Anti-Submarine Networks in Cooperative Anti-submarineCombat of Submarine, Warship and AirplaneWANG Shen1,2, SHI Zhang-song1, ZHANG Pi-xu1(1. Electronic Eng. College, Naval Univ. of Engineering, Wuhan 430033;2 Unit 91115 of Navy, Zhoushan 316000 , China )Abstract:Concerning on the trend of anti-submarine combat to network mode and cooperation, the running principle of Anti-Submarine Networks and the performance features of the communication technologies in the network are introduced based on novel communication technologies. Typical cooperative-anti-submarine combat modes based on the network are proposed for the traditional anti-submarine platforms. As a result, the network makes best of the reconnaissance ability of anti-submarine platforms and improves remote-reconnaissance and early-warning. It realizes the remote-interception- guidance and promoted greatly the fight efficiency of single platform.Key words:anti-submarine networks; cooperative anti-submarine; combat mode在信息化战争时代，未来海上军事斗争更加复杂。

舰艇与无人机协同作战：新战术的发展

舰艇与无人机协同作战：新战术的发展随着科技的不断进步，舰艇与无人机协同作战正在成为现代战争中的新战术。

这种协同作战方式不仅提供了更强大的作战能力，还提高了战场上的灵活性和反应速度。

在这篇文章中，我们将探讨舰艇与无人机协同作战的发展，并分析它在军事领域中的潜力。

舰艇与无人机的协同作战意味着将无人机作为舰艇的延伸，为其提供增强的侦查、监视和打击能力。

传统上，舰艇主要依靠自身的雷达和其他感知技术来追踪目标并进行打击。

然而，无人机的引入使得舰艇能够远离目标区域，通过无人机的实时数据和信息共享进行精确打击。

一方面，无人机能够为舰艇提供延伸的感知能力。

舰艇与无人机协同作战的一个重要方面是借助无人机的高空侦察能力，及时发现、识别并跟踪目标。

这使得舰艇能够在更大的范围内监视战场，并更好地应对潜在的威胁。

与此同时，无人机还能通过搭载各种传感器和相机，提供高质量的情报数据，为作战指挥员提供更准确的决策依据。

另一方面，无人机的引入还提供了舰艇更强大的打击能力。

通过搭载各种导弹和武器系统，无人机能够在舰艇的控制下对敌方目标进行打击。

与传统的舰炮相比，无人机具有更远的射程和更高的精确度，使得舰艇能够在安全距离外对敌方目标实施打击。

此外，无人机还能够与舰艇之间实现信息共享和协同作战，通过实时数据传输和指挥控制，进行更灵活、更精确的打击。

舰艇与无人机协同作战的发展不仅依赖于技术的进步，也需要有效的战术和作战指导。

有效的指挥和协调是确保协同作战成功的关键因素。

舰艇与无人机之间的信息传输和共享需要具备快速、可靠的通信系统，以确保指挥员能够及时了解和掌握战场态势，做出相应的决策。

此外，还需要合理的作战规划和战术指导，确保无人机能够在舰艇的保护下完成任务并安全返回。

舰艇与无人机协同作战的发展带来了许多潜在的军事应用。

首先，它能够有效提高舰艇的作战能力，提供更强大的打击和防御能力。

其次，这种协同作战方式还能够减少人员伤亡风险，降低作战成本。

编队护航HVU协同反潜作战能力研究

１反潜兵力所承担的反潜作战任务的重要程度
现代海战中，执行ＨＶＵ护航任务的编队面临着来自空中、水面、水下等渚领域的各种威胁，编队兵力需要承担防空、反舰、反潜等不同作战任务，有的兵力需要承担多项作战任务。由于编队兵力特性不同、武器装备性能及作战使用特点不同，编队兵力所承担作战任务的侧重点也不同，如防空作战能力强的水面舰艇主要承担防空作战任务，反潜作战能力强的水面舰艇除担负防空作战任务外，更侧重于反潜作战等。
（２）敌我交换率。任何战斗的本质都是 “消灭敌人，保存自己”。护航编队由于反潜兵力编成的多样性，在反潜作战方面有着自身独特的优势，如编成潜艇的编队可以充分利用潜艇良好的隐蔽性，实现对敌潜艇的对称作战，使得对敌潜艇的防御作战演化为进攻性战斗，从而尽可能在与敌潜艇作战过程中消灭敌潜艇，以控制编队活动海域水下制海权，以实现保护ＨＶＵ安全的目标。
图１反潜作战任务重要程度相关因素示意图
２反潜兵力执行反潜作战任务的能力
反潜兵力执行反潜作战任务的能力对 “反潜能力ＨＶＵ相关度 ”产生非常重要的影响，需要考虑的因素不仅包括反潜兵力的反潜作战效果因素，还要考虑海区环境因素、敌情掌握程度、我情掌握程度等。２．１反潜作战效果因素
（３）编队中反潜兵力的协同能力。编队中诸反潜兵力的协同能力是影响反潜作战效果的重要因素之一，协同能否成功受海洋环境、水声通信条件、通信声纳性能、岸指引导等因素的影响。对于编成潜艇的护航编队而言，一般情况下，编队中空中和水面反潜兵力与潜艇协同的能力受到的限制因素更多。２．２环境因素

舰机时间协同对潜检查搜索样式

ＡｂｔａｔＳｈｉｈｅｉｃｐｒｉｎｔ— ｕｂａｉｅｓａｃｎｓｎｅｏｈｏｔｍｐｔｎｔａｐｃｈｅｓｒｃ：ｐ— ｌｏｏｅａｔｎｇａｉｓｍｒｎｅｒｈｉｇｉｏｆｔｅｍｓｉｏｒａｓｅｔｏｆｔ
时间协同检查搜索。
其搜索样式、之能与水面舰艇兵力协同完成检查使搜索任务的问题。以确定一架直升机的搜索样式为例进行说明。
２舰机时间协同检查搜索原理
２１直升机基本协同搜索推进样式．在直升机反潜战术中，升机在使用吊放声纳直
引言
对潜搜索问题是实施反潜作战的重要前提。一
艇兵力一般采用单横队以一定的搜索速度向前搜索推进，搜索过程是一个连续过程，其样式基本固定；而直升机兵力的搜索一般使用吊放声纳来完成，其
ａｅｈｅｋＡＳＷｅｒｈｉｄｒａｃｃｓａｃｎｇｍｏｅ，ａｄｂｓｎｔｓｒｓｔｎａｅｏｈｉｅｕｌ，ｐｒｉｅｎａｔｌｅａｍｐｌ．ｏｖｄｓａｃｕａｘｅＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｈｉｈｅｉｃｏｐｒｔｎｓｐ— ｌｏｅａｉｇＡＳＷ，ａｅｈｅｋｓａｃｎｇｒａｃｃｅｒｈｉ
Ｖｏ．４．．１１３ＮＯ０
０Ｃ．０９ｔ２０
火力与指挥控制

协同导航技术研究综述

DOI :10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0086协同导航技术研究综述谢启龙1∗,宋　龙1,鲁　浩1,2,周本川1,2(1.中国空空导弹研究院,河南洛阳　471009;2.航空制导武器航空科技重点实验室,河南洛阳　471009) 摘　要:协同导航技术作为提升平台协同作业性能的重要保障和关键技术,在军用和民用方面正发挥着越来越大的作用。

本文首先在多平台协同作业背景下,从无人机、机器人、无人水下潜航器、导弹四个应用层面梳理了协同导航的国内外发展现状;然后在技术应用层面,从初始组网编队方式和编队保持及重构方法两方面对协同方式进行了分类分析;其次对协同导航中多传感器的组合应用及多源导航信息处理方法在提高导航精度及导航稳定性方面的研究进行了归纳总结;最后从协同导航精度、系统稳定性、发展深度等方面,讨论了未来协同导航领域的发展趋势。

关键词:协同导航;编队方式;多传感器组合应用;多源信息处理方法;武器协同技术中图分类号:TJ765;V249　文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2019)04-0023-080　引言20世纪70年代著名物理学家哈肯(HermannHaken)提出的协同理论(Synergetics)又称“协同学”,为处理复杂问题提供了新的思路:多运动平台协同工作,可以实现简单平台“1+1>2”的性能提升。

协同是未来联合发展的必然趋势,例如,多机器人协同作业、无人机群协同表演/侦察、导弹编队协同打击、海上舰艇编队协同防空等都可以极大地提高工作效能。

而协同导航技术作为协同系统的基础和关键,方兴未艾,受到国内外高校、科研机构的重视[1-2]。

协同导航是协同组网编队中平台间通过导航信息交互利用,实时解算并修正自身位置、速度、姿态等导航信息,保障协同编队保持、队形重构及后续协同任务顺利完成的一种技术。

如果无法得到协同平台的精确导航信息,或者获取的相对导航精度下降,则会导致编队的控制精度变差,任务执行效果也会下降甚至出现错误。

基于多声纳融合的舰-机协同搜潜研究

图ｌ “ 侧翼伏击” 示意图
此种方式下，水面舰艇在搜索带内以给定的基本航速、采用密集或疏开队形、以曲折或０直航向搜索；与此同时，直升机使用吊放式声纳，采用主动方式、给定的基本航速曲折搜索。此种方法需确定以下因素：１）直升机使用数量分配
（３．Ｎｏ．９２７６３ＴｒｏｏｐｓｏｆＰＬＡ，Ｌｖｓｈｕｎ１１６０４１）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｆｕｓｉｏｎｏｆＤＳ－ＨＭ（ｄｉｐｐｉｎｇｓｏｎａｒａｎｄｈｕｌｌｍｏｕｔｅｄｓｏｎａｒ）ａｎｄＤＳ－ＴＳ（ｄｉｐｐｉｎｇｓｏｎａｒａｎｄｔｏｗｅｄｓｏｎａｒ）ｆｏｒｓｅａｒｃｈｉｎｇｓｕｂ — ｍａｉｎｅｂｙｓｈｉ！＞ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｗｅｒｅｂｒｏｕｇｈｔｏｕｔ，ｂａｓｅｄｅｓｓｅｎｔｉａｌａｎａｙｓｉｓｏｆｓｈｉ！ｍｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ．Ａｌｓｏｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｄｅｌｏｙ — ｍｅｎｔｏｆｓｈｉｐ－ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃｏｕｌｄｂｅｍｕｃｈｖａｌｕｅｆｏｒｓｈｉｌ￣ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｂｌｉｌｉｔｙｔｏａ

水面舰艇编队与反潜巡逻机协同对潜搜索效能分析

水面舰艇编队与反潜巡逻机协同对潜搜索效能分析
杨秀庭;许林周;李军;张忆
【期刊名称】《指挥控制与仿真》
【年(卷),期】2017(039)002
【摘要】针对水面舰艇编队与反潜巡逻机协同对潜搜索问题,选取搜索效率作为效能指标,分析了水面舰艇编队与反潜巡逻机对任务海区实施检查搜索时的协同搜索效能,并结合浅海水声环境复杂多变的特点,对良好、中等、恶劣等三种典型水文条件进行分析,结果表明:反潜巡逻机参与协同对潜搜索能够显著提高编队对潜搜索能力,且该明显改善对海洋水声环境的适应性.
【总页数】5页(P15-18,23)
【作者】杨秀庭;许林周;李军;张忆
【作者单位】海军大连舰艇学院,辽宁大连116018;海军大连舰艇学院,辽宁大连116018;海军大连舰艇学院,辽宁大连116018;海军大连舰艇学院,辽宁大连116018
【正文语种】中文
【中图分类】TB56;E917
【相关文献】
1.基于搜索效能的水面舰艇编队搜潜对策研究 [J], 刘斌;陈建华;李微波
2.水面舰艇编队使用舰壳声纳对潜搜索效能分析 [J], 张永生;翁志刚;肖雪
3.水面舰艇编队使用拖曳线列阵声纳对潜搜索问题研究 [J], 丁红岩;董晓明
4.潜艇规避水面舰艇编队搜索的效能分析 [J], 张栋;丁义峰;宋裕农
5.水面舰艇编队对潜搜索效能评估模型 [J], 王义涛;马政伟
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舰艇编队舰机协同反潜警戒模型研究

Ａｂｔａｔｓｒｅ：ＴｈｎｉｕｍａｉｅｒｓａｃｎｔｅｓｒａｅｓｉｎｅｉｏｔｒｃｏｄｎｔｎｗｈｃＳｏｅｏａｎｅａｔｓｂｒｎｅｅｒｈｉｈｕｆｃｈｐａｄｈｌｐｅｏｒｉａｉｉｈｉｎｆｔｍｉｃｏｈｅｔｓｓｏａａｈｐｆｒａｉｎｈｓａｖｒｘａｓｖｐｌａｉｎｖｅａｋｆｎｖｌｉｏｍｔａｅｙｅｐｎｉｅａｐｉｔｏｉｗ．Ａｃｏｄｎｏｔｅｃａａｔｒｆａｔｓｂｓｏｃｃｒｉｇｔｈｈｒｃｅｓｏｎｉｕｍａｉｅｒｎｉｈｅｓｒａｅｓｉｎｅｉｏｔｒｃｏｄｎｔｏ．ｔｅｍａｈｍａｉａｏｅｓａｏｔＳｆｗａｅｏｏｍａｉｎｉｕｌ．ｎｔｕｆｃｈｐａｄｈｌｐｅｏｒｉａｉｎｈｔｅｔｃｌｍｄｌｂｕＯｔｒｆｆｒｔｏＳｂｉｔＡｃｂｓｃｍｏｅｆｔｅｆｒｔｏｎｉｕｍａｉｅｓａｃｓｐｏｏｅ，ｈｅｉｏｔｒｗｉｉｐｎｏａｎｅｆｒｔｎａｉｄｌｏｍａｉｎａｔｂｒｎｅｒｈｉｒｐｓｄｔｅｈｌｃｐｅｔｄｐｉｇｓｎｒａｄｔｏｍａｉｏｈｓｈｈｏ
中图分类号：Ｐ９．Ｔ３１９
文献标识码：Ａ
Ｄ：０９９．ｓ．７ —８９２１．２０ＯＩ１．６￣ｉｎ１３３１．０２０．５３ｓ６０

舰机多设备组合搜潜方案决策方法研究

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｃｉｓｉｏｎＭａｋｉｎｇＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＭｕｌｔｉｐｌｅＳｏｎａｒＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｏｆ
ＳｕｒｆａｃｅＳｈｉｐａｎｄＡｎｔｉ⁃ｓｕｂｍａｒｉｎｅＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒ
ＺＨＡＮＧＹｕ⁃ｈａｎｇ，ＪＵＪｉａｎ⁃ｂｏ，ＦＡＮＺｈａｏ⁃ｐｅｎｇ
随着潜艇在低噪高速技术方面的快速发展，常规的单设备搜潜作战已无法胜任复杂多变的战场环境，多设备组合协同搜潜成为当下海军发展建设的一个重要研究方向。对于多种设备组合使用的选择问题，执行搜潜任务中，若要保证搜潜的成功率，不能单凭指挥员个人进行方案决策，因此针对其建立有效的决策方法势在必行。
收稿日期：２０１８⁃０７⁃２３
修回日期：２０１８⁃０８⁃２７
作者简介：张雨杭（１９９４⁃），男，黑龙江黑河人，硕士研究生，
研究方向为水下目标探测与识别。
鞠建波（１９６１⁃），男，教授。
组合赋权方法正逐步应用各个领域［２］，目前已产生如最大熵原理、区间估计、云模型等组合赋权方法，然而目前的方法大多只针对不同权重值之间的差异程度进行优化，使权重值趋向于均一化，弱化了各因素之间的差异，并不符合某些实际情况。本文提出了利用离差最大化法决策和理想点法组合赋权的相关知识，对水面舰艇和反潜直升机的多种搜潜设备间组合与选择问题进行决策，并通过实例来分析验证该方法的合理性与有效性。
第４０卷第６期２０１８年１２月
指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ�� ４０Ｎｏ章编号：１６７３⁃３８１９（２０１８）０６⁃００９３⁃０６
舰机多设备组合搜潜方案决策方法研究

舰载软硬武器协同反导兼容性问题研究

ｏＡＭｎｌｃｒｎｃｃｕｔｒａｕｅｓｓｅ，ａｈｎａｌｓｓｔｅｉｃｍｐａｉｅｉｔｎｅｎｔｉｕｔｏｆＳａｄｅｅｔｏｉｏｎｅｍｅｓｒｙｔｍｎｄｔｅｎａｙｅｈｎｏｔｎｓａｃｓｉｈｅｓｔａｉｎｂｌｏｏｐｒｔｅａｔ— ｉｓｌ．ｈａｅｔｍｅ，ｔｓｐａｅｏｓｄｅｓｔｅｔａｔｏｃｕｌｃｍｂｔａｄｓｍｓｕｆｃｏｅａｉｎｉｍｓｉｅＡｔｔｅｓｍｉｖｈｉｐｒｃｎｉｒｈｒｉｆａｔａｏａｎｕｐｓｍｅｐｉｃｐｅｆｔｅｃｏｅａｉｅｕｅｏｈｉｏｒｏｎａｄｗｅｐｎ．ｏｒｎｉｌｓｏｈｏｐｒｔｓｆｓｐｂａｄｓｆａｄｈｒａｏｓｖｔＫｅｒｓ：ｓｆｎｄｈａｄｗｅｐｎｙｗｏｄｏｔａｒａｏｓ；ｃｏｅａｉｅａｔ— ｓｉｏｐｒｔｖｎｉｍｉｓｌｅ；ＥＭＣ
Ｒｅｅｒｈｏｈｏｐａｉｉｉｙｏｈｐｏｒｏｔａｒａｎｓａｃｎｔｅｃｍｔｂｌｆｓｉｂａｄｓｆｎｄｈａｄｗｅｐｏｓｔｆｒｃｏｅａｉｅａｔ－ｉｓｌｏｏｐｒｔｖｎｉｍｓｉｅ
摘要：在协同反导条件下，舰载软硬武器使用的兼容性问题是限制二者综合运用的重要因素。本文首先
阐述＿舰空导弹和电子战系统反导作战的基本流程，后对二者在协同反导时可能产生的不兼容情况进行了分析，，然同时结合实战特点，出了舰载软硬武器协同使用过程中的一些原则。得

水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置研究

第４４卷第２期２０２２年４月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ４４㊀Ｎｏ２Ａｐｒ２０２２文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２２）０２⁃００３３⁃０５水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置研究唐㊀晨，孙秀文，吴㊀刚（海军指挥学院，江苏南京㊀２１００１６）摘㊀要：已有文献中对水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置缺乏理论证明㊂运用相对运动原理和数学方法，对水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置进行建模分析，给出了详细的理论推导和计算公式，并仿真验证了其可行性㊂研究结果可为舰机协同检查搜潜提供理论参考㊂关键词：水面舰艇；反潜巡逻机；声呐浮标；检查搜潜；队形配置中图分类号：Ｅ２７３１；Ｅ８４３㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２２．０２．００７ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｏｒｍａｔｉｏｎＤｅｐｌｏｙｍｅｎｔｓｏｆＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄＳｅａｒｃｈｆｏｒＳｕｂｍａｒｉｎｅｓｂｙＮａｖａｌＳｈｉｐｓａｎｄＡｎｔｉ⁃ｓｕｂＰａｔｒｏｌＡｉｒｃｒａｆｔｓＴＡＮＧＣｈｅｎ，ＳＵＮＸｉｕ⁃ｗｅｎ，ＷＵＧａｎｇ（ＮａｖａｌＣｏｍｍａｎｄＣｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｓｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｓｅａｒｃｈｆｏｒｓｕｂｍａｒｉｎｅｓｂｙｎａｖａｌｓｈｉｐｓａｎｄａｎｔｉ⁃ｓｕｂｐａｔｒｏｌａｉｒｃｒａｆｔｓｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｓａｒｅｍｏｄｅｌｅｄ，ｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄｅｒｉｖａｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓａｌｓｏｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｃｏｏｒｄｉ⁃ｎａｔｅｄｓｅａｒｃｈｆｏｒｓｕｂｍａｒｉｎｅｓｂｙｎａｖａｌｓｈｉｐｓａｎｄａｎｔｉ⁃ｓｕｂｐａｔｒｏｌａｉｒｃｒａｆｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｖａｌｓｈｉｐｓ；ａｎｔｉ⁃ｓｕｂｍａｒｉｎｅｐａｔｒｏｌａｉｒｃｒａｆｔ；ｓｏｎａｒｂｕｏｙ；ｓｅａｒｃｈｆｏｒｓｕｂｍａｒｉｎｅｓ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ收稿日期：２０２１⁃０９⁃１４修回日期：２０２１⁃１０⁃２１作者简介：唐㊀晨（１９８６），男，硕士研究生，讲师，研究方向为合同战术㊂孙秀文（１９８５），男，硕士研究生，助教㊂㊀㊀搜潜是反潜作战的重要前提［１］㊂随着潜艇降噪㊁规避搜潜等方面技术的发展，搜索发现潜艇变得更加困难［２］㊂舰机协同检查搜潜，由于可以实现兵力优势互补㊁提高搜索发现效能，在检查搜潜中运用较为普遍㊂水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜是一种常见的搜潜编组形式，主要在搜索海域范围广㊁潜艇存在可能性大㊁搜索时间比较长时使用［３⁃４］㊂其中，水面舰艇主要使用舰壳声呐㊁拖曳线列阵声呐等装备搜潜［４］；反潜巡逻机主要使用声呐浮标㊁磁探仪等装备搜潜［５］㊂检查搜潜的目的是搜索发现指定海域中的潜艇，或是将指定海域搜扫干净，尽可能地排除里面的潜艇㊂对水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜问题进行建模分析，得出较优化的队形配置，对搜潜实践具有一定的理论指导意义㊂受篇幅所限，这里研究讨论水面舰艇使用舰壳声呐与反潜巡逻机布设声呐浮标协同检查搜潜的队形配置㊂１㊀水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜的一种队形㊀㊀水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜时，水面舰艇位于搜索带一端，采用单横队直航向机动搜索潜艇［１］；反潜巡逻机在搜索带的两侧布设声呐浮标阵，以发现低速向搜索带两侧规避的潜艇［３］，如图１所示㊂这里的队形，实际上是指水面舰艇与反潜巡逻机布设的声呐浮标阵的队形㊂图１㊀队形示意图２㊀水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形建模分析㊀㊀不妨假设在宽为Ｂ㊁长为Ｌ的搜索带内，可能存在某潜艇㊂上级计划派遣水面舰艇与反潜巡逻机实施协同检查搜潜，现需要配置协同检查搜潜队形㊂要确定搜潜队形，主要需要解决两个大问题：一是水面舰艇的队形和位置点；二是声呐浮标的阵形和位置点㊂３４㊀唐㊀晨，等：水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置研究第４４卷２１㊀水面舰艇的队形和位置点为建模方便，设定为同型舰艇㊂水面舰艇位于搜索带的一端，采用单横队搜索，其声呐作用区的宽度至少要覆盖搜索带的宽度，如图２所示㊂因此，水面舰艇的队形宽度为Ｂｄｘ＝Ｂ－２ｄｊｓ（１）式中：Ｂｄｘ为水面舰艇的队形宽度；ｄｊｓ为水面舰艇声呐的作用距离㊂图２㊀水面舰艇队形示意图由已有文献［６］可知，相邻舰艇声呐作用区应有一定的重叠，以有效防止潜艇从水面舰艇之间区域逃脱㊂如图３所示，水面舰艇的队形宽度［６］为Ｂｄｘ＝（ｎ－１）ｋｄｊｓ（２）式中，ｎ为水面舰艇的数量；ｋ为间隔系数，通常ｋɪ［１，２］㊂由（１）㊁（２）式，可得水面舰艇的数量为ｎ＝Ｂｋｄｊｓ＋ｋ－２ｋ（３）当确定水面舰艇的数量和队形宽度后，易得各水面舰艇的具体位置点㊂图３㊀水面舰艇队形示意图２２㊀声呐浮标的阵形和位置点２２１㊀声呐浮标的阵形声呐浮标配置在搜索带的两侧，采取直线阵，配置方向与水面舰艇的航向平行㊂配置时，反潜巡逻机与水面舰艇的行动应有效协同，以保证潜艇在规避水面舰艇搜索时，能够进入声呐浮标作用区㊂实现协同的方法是使反潜巡逻机活动周期与水面舰艇通过浮标障碍所需要的时间相等，即声呐浮标阵的长度等于水面舰艇在浮标工作时间内的航程㊂Ｌｆｂ＝ｖｊｔｆｂ（４）式中，Ｌｆｂ为声呐浮标阵的长度；ｖｊ为水面舰艇的搜索速度；ｔｆｂ为声呐浮标工作时间㊂并且相邻声呐浮标作用区应有一定的重叠，以有效防止潜艇从声呐浮标之间区域逃脱㊂如图４所示，声呐浮标阵的长度［７］为Ｌｆｂ＝（ｎ１－１）ｋ１ｄｆｂ（５）式中，ｄｆｂ为声呐浮标的作用距离；ｎ１为声呐浮标的数量；ｋ１为间隔系数，通常ｋ１ɪ［１，２］㊂由（４）㊁（５）式，可得需要的声呐浮标的数量为ｎ１＝ｖｊｔｆｂｋ１ｄｆｂ＋１（６）图４㊀声呐浮标阵形示意图２２２㊀声呐浮标的位置点确定了声呐浮标的阵形，还需要确定声呐浮标的位置点㊂先确定左右两侧基准浮标相对于侧翼舰艇的位置点㊂有了基准浮标的位置点，根据声呐浮标的间隔和布设方向，就可以依次确定其他声呐浮标的位置，最终可以完成整个队形配置㊂基准浮标为Ｊ点㊁Ｋ点的声呐浮标，如图５所示㊂确定基准浮标的位置，即要确定声呐浮标和侧翼舰艇的最小间隔Ｄｘ，以及基准浮标到水面舰艇队列线的距离Ｄｙ㊂１）声呐浮标和侧翼舰艇的最小间隔声呐浮标阵与水面舰艇的航向平行，如图５所示㊂当声呐浮标在侧翼舰艇正横位置时，与侧翼舰艇的间隔最小㊂该间隔要保证水面舰艇航行噪音和声呐工作不能干扰浮标工作㊂因此，Ｄｘ＝ｄｇｒ（７）式中，ｄｇｒ为水面舰艇航行噪音和声呐工作不干扰第２期指挥控制与仿真３５㊀图５㊀队形配置示意图浮标工作的最小距离，可以通过实测获得㊂２）基准浮标到水面舰艇队列线的距离水面舰艇的作用是发现水面舰艇搜索带内的潜艇，声呐浮标阵的作用是发现企图向水面舰艇搜索带两侧规避的潜艇㊂水面舰艇与声呐浮标阵协同时，要使规避水面舰艇搜索的潜艇进入声呐浮标阵㊂因此，声呐浮标阵应该布设在潜艇最有可能规避水面舰艇搜索的航向前方㊂首先，确定潜艇最为有利的规避航向㊂假设潜艇位于水面舰艇搜索带的左侧区域，显然潜艇向左规避更容易逃脱水面舰艇搜索㊂根据相对运动原理［８］，可以把潜艇看作静止的，水面舰艇采用相对速度矢量向其运动㊂Ｐ１点为左侧舰艇的位置，Ｐ１Ｂң为左侧舰艇速度矢量，ｑ点为潜艇的位置㊂假设潜艇规避速度不变，规避航向未知，把潜艇的速度矢量从ｑ点平移到Ｐ１点，这时Ｐ１与圆上点的连线为潜艇的速度矢量㊂不难证明：当潜艇速度矢量取Ｐ１Ａң，使得左侧舰艇相对速度矢量ＡＢң与圆相切时，对于潜艇规避左侧舰艇的搜索最为有利，即潜艇距离左侧舰艇的最小距离最大㊂证明：潜艇的速度矢量为Ｐ１Ａң，把潜艇看作静止的，左侧舰艇的相对速度矢量为ＡＢң，过Ｐ１作ＡＢ的平行线Ｐ１Ｄ，Ｐ１Ｄ为左侧舰艇的相对航迹，潜艇距左侧舰艇的最小距离，即ｑ点到Ｐ１Ｄ的垂线㊂不失一般性，不妨假设潜艇的速度矢量不是Ｐ１Ａң，而是向左规避，即速度矢量为Ｐ１Ａᶄң，把潜艇看作静止的，这时左侧舰艇的相对速度矢量为ＡᶄＢң，过Ｐ１作ＡᶄＢ的平行线Ｐ１Ｄᶄ，Ｐ１Ｄᶄ为此时左侧舰艇的相对航迹㊂显然，潜艇位置ｑ点到Ｐ１Ｄᶄ的距离小于到Ｐ１Ｄ的距离，问题得证㊂此时，当潜艇速度矢量为Ｐ１Ａң时，øＡＢＰ１称为临界角［９］，用Ｑ表示㊂Ｑ＝ａｒｃｓｉｎ（｜Ｐ１Ａң｜／｜Ｐ１Ｂң｜）＝ａｒｃｓｉｎ（ｖｑ／ｖｊ）（８）式中，ｖｑ为潜艇的规避速度㊂如图６所示㊂图６㊀左侧舰艇与潜艇相对运动示意图其次，确定潜艇可能逃脱水面舰艇搜索的区域㊂根据上述分析，当潜艇采取最有利的速度矢量Ｐ１Ａң规避时，把潜艇看作静止的，Ｐ１Ｄ为左侧舰艇的相对航迹㊂间隔声呐作用距离作Ｐ１Ｄ的平行线ＥＦ，则ＥＦ为左侧舰艇声呐相对运动覆盖的边迹㊂同理可以得到右侧舰艇声呐相对运动覆盖的边迹ＥᶄＦ㊂这样就形成了ＬＥＦＥᶄＭ区域，如图７所示㊂其实际意义在于：当潜艇位于ＬＥＦＥᶄＭ区域内时，无论潜艇采取何种航向规避，其均会进入水面舰艇的声呐作用范围，即ＬＥＦＥᶄＭ区域是水面舰艇有效搜索区域，并且ＬＥＦＥᶄＭ区域是水面舰艇的最小有效搜索区域㊂那么，当潜艇位于ＬＥＦＥᶄＭ区域外时，潜艇采取合适的航向规避，是可能逃脱水面舰艇搜索的，即ＬＥＦＥᶄＭ区域外为潜艇可能逃脱水面舰艇搜索的区域㊂图７㊀潜艇可能逃脱水面舰艇搜索的区域示意图最后，确定基准浮标到水面舰艇队列线的距离㊂当潜艇位于ＬＥＦＥᶄＭ区域外时，对于搜索带左侧区域的潜艇，其最有利的速度矢量仍为Ｐ１Ａң㊂因此，布设左侧的声呐浮标阵时，可以认为潜艇采取速度矢量Ｐ１Ａң规避水面舰艇搜索㊂当潜艇位于左侧区域的边界３６㊀唐㊀晨，等：水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜队形配置研究第４４卷点，即当潜艇位于Ｌ点时，其采取速度矢量Ｐ１Ａң规避后，应该进入左侧布设的声呐浮标作用区㊂据此，为节约声呐浮标，可以将这枚浮标作为左侧的基准浮标，同理可以确定右侧的基准浮标，如图８所示㊂图８㊀队形配置示意图将图８左下侧区域放大，并作相应的辅助线，如图９所示，可知基准浮标到水面舰艇队列线的距离为Ｄｙ＝｜ＪＶ｜＋｜ＶＷ｜（９）其中：｜ＪＶ｜＝｜ＪＵ｜ｃｏｓＱ＝ｄｆｂｃｏｓＱ（１０）｜ＶＷ｜＝｜ＷＬ｜ｔａｎＱ＝（｜ＷＰ１｜－｜ＬＰ１｜）ｔａｎＱ＝（Ｄｘ－ｄｊｓ）ｔａｎＱ（１１）将（１０）㊁（１１）式，代入（９）式，化简得Ｄｙ＝ＤｘｓｉｎＱ－ｄｊｓｓｉｎＱ＋ｄｆｂｃｏｓＱ（１２）图９㊀队形配置左下侧区域放大图３㊀仿真验证下面，通过一个案例，验证队形配置的可行性㊂不妨假设在宽为３０ｎｍｉｌｅ㊁长为６０ｎｍｉｌｅ的搜索带内，可能存在某潜艇㊂水面舰艇与反潜巡逻机等性能参数如表１所示㊂表１㊀兵力参数表水面舰艇ｄｊｓ／ｎｍｉｌｅ５ｖｊ／ｋｎ１２声呐浮标ｄｆｂ／ｋｍ２ｔｆｂ／ｈ２ｄｇｒ／ｎｍｉｌｅ８反潜巡逻机与声呐浮标通信距离／ｋｍ６０携带浮标数／ｐｃｓ１００潜艇ｖｑ／ｋｎ７㊀３１㊀确定水面舰艇的队形和位置点由（１）式，可得水面舰艇的队形宽度为２０ｎｍｉｌｅ㊂由（３）式，若间隔系数ｋ取１５，可得水面舰艇的数量为４艘㊂因此，水面舰艇的实际间隔为６７ｎｍｉｌｅ㊂３２㊀确定声呐浮标的阵形和位置点首先，确定声呐浮标的阵形㊂由（４）式，可得反潜巡逻机布设的声呐浮标阵的长度为２４ｎｍｉｌｅ㊂由（６）式，若间隔系数ｋ１取１５，可知布设的数量为１６ｐｃｓ，实际间隔为３ｋｍ㊂据此，对于长为６０ｎｍｉｌｅ的搜索带的两侧，需要３次布设声呐浮标㊂其中，第１次布设在ｔ时刻，两侧分别布设１６ｐｃｓ，声呐浮标间隔为３ｋｍ；第２次布设在ｔ＋２ｈ，两侧分别布设１６ｐｃｓ，声呐浮标间隔为３ｋｍ；第３次布设在ｔ＋４ｈ，两侧分别布设９ｐｃｓ，声呐浮标间隔为２８ｋｍ㊂３次共需要布设声呐浮标８２ｐｃｓ㊂为保证与声呐浮标阵的通信，反潜巡逻机每次在两侧声呐浮标阵之间的中心区域作环形或８字形航线飞行［１０］㊂其次，确定声呐浮标的位置点㊂由（７）式，可得声呐浮标和侧翼舰艇的最小间隔为８ｎｍｉｌｅ㊂由（７）㊁（８）㊁（１２）式，可得基准浮标到水面舰艇队列线的距离为３５ｎｍｉｌｅ㊂确定了基准浮标的位置点，依次确定其他声呐浮标的位置点，即可完成整个队形的配置㊂综上分析，反潜巡逻机３次布设声呐浮标阵后，队形配置如图１０㊁１１所示㊂对于宽为３０ｎｍｉｌｅ㊁长为６０ｎｍｉｌｅ的搜索带，共需要４艘水面舰艇㊁１架反潜巡逻机组成协同检查搜潜编组执行任务，搜索时间为５ｈ，两侧共需要布设声呐浮标８２ｐｃｓ㊂４㊀结束语本文运用相对运动原理和数学方法，对水面舰艇与反潜巡逻机协同检查搜潜进行了建模分析，探讨了配置原理和计算公式，并仿真验证了其可行性㊂在实际运用中，若搜索区域较大，通过计算发现需要的搜潜第２期指挥控制与仿真３７㊀图１０㊀第１㊁２次布设声呐浮标阵后队形配置示意图图１１㊀第３次布设声呐浮标阵后队形配置示意图兵力较多时，可先将区域进行分区处理，后再运用该模型配置队形㊂在研究过程中，也存在一些不足，如未研究水面舰艇使用拖曳线列阵声呐或采取曲折机动等情况，这些问题还有待后续进一步研究分析㊂参考文献：［１］㊀鄂群，马远良，刘德才．舰机时间协同对潜检查搜索样式［Ｊ］．火力与指挥控制，２００９，３４（１０）：１１５⁃１１６．［２］㊀鞠建波，祝超，单志超，等．反潜巡逻机应召布放多基地声呐阵搜潜效能研究［Ｊ］．兵工自动化，２０１８，３７（２）：９２⁃９６．［３］㊀杨秀庭，许林周，李军，等．水面舰艇编队与反潜巡逻机协同对潜搜索效能分析［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１７，３９（２）：１５⁃１８．［４］㊀崔旭涛，何友，杨日杰，等．基于舰壳声呐的多舰协同检查搜潜建模与仿真［Ｊ］．海军航空工程学院学报，２００９，２４（５）：５６８⁃５７２．［５］㊀刘哲民．反潜巡逻机的未来［Ｊ］．世界军事，２０１９（１７）：２６⁃３１．［６］㊀刘斌，陈建华，李微波．基于搜索效能的水面舰艇编队搜潜对策研究［Ｊ］．舰船电子工程，２０１２，３２（１）：１７⁃１８．［７］㊀敬玉平，巩健文，范赵鹏，等．应召反潜条件下浮标阵型规划研究［Ｊ］．火力与指挥控制，２０２０，４５（３）：５９⁃６３．［８］㊀王桂军．军事航海学［Ｍ］．北京：海潮出版社，２００９．［９］㊀徐建志．水面舰艇对潜搜索能力建模与分析［Ｊ］．舰船科学技术，２００５，２７（２）：７４⁃７６．［１０］徐功康，刘栋，董晶，等．预警机巡逻探测区域建模及效能分析［Ｊ］．中国电子科学研究院学报，２０２０，１５（５）：４７０⁃４７６．（责任编辑：许韦韦）。