针对边境地区自然环境恶劣、监控盲区较多、管理人员有限等问题，为提升边境管理单位的管控能力，研发了一种融合布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time-domain reflectometer，BOTDR)和相位敏感型光时域反射仪(phase-sensitive optical time-domain reflectometer，Φ-OTDR)的分布式光纤声学传感（fiber-optic distributed acoustic sensing，DAS）设备，实现了单一设备多参量同步测量。该系统利用先进的信号处理算法，能够动态感知环境声场能量变化，精确识别和预警入侵行为。通过一系列实验验证了系统的有效性和可靠性，可为未来边境地区建立无人化、智能化警戒防卫体系提供参考。

玄武岩纤维(basalt fiber reinforced polymer，BFRP)筋是一种可取代钢筋用于土木工程领域的新材料，亟待对BFRP筋-混凝土粘结破坏机理及粘结强度开展深入研究。运用弹塑性力学、混凝土断裂力学等基本理论，描述BFRP筋-混凝土的粘结破坏过程和破坏机理，构建一种半经验半理论的BFRP筋-混凝土粘结强度计算方法。针对基于Logistic回归模型的破坏模式采用相应的计算方法，综合考虑了混凝土强度、BFRP筋直径、混凝土保护层厚度以及加载速率的影响，通过相关试验数据对该方法的可靠性和预测精度进行了验证。结果表明，BFRP筋-混凝土粘结强度与破坏模式密切相关；混凝土抗拉强度是影响粘结强度的主要因素；混凝土的开裂状态取决于BFRP筋直径；混凝土保护层厚度及加载速率直接影响BFRP筋-混凝土的粘结强度。计算结果与试验结果吻合良好，所提方法的预测误差为0.9%~23.7%，可为预测BFRP筋-混凝土粘结强度提供有效参考。

纤维增强复合材料 (fiber reinforced polymer，FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱，由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian，ALE)进行建模，并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型，对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明，FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土；爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降；通过增加FRP管、钢管厚度，以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能，其中前两项的影响更为显著。

随着嵌入式软件的广泛应用，嵌入式软件接口测试成为软件测试领域的研究重点。针对传统的接口测试采用人工方式创建测试数据且测试工具不支持通用化的问题，围绕接口测试数据的设计和生成两个方面，设计了一种通用化接口协议帧格式建模工具，辅助测试人员完成协议帧格式的构建。在此基础上，进一步制定数据生成的扰动规则，自动生成测试数据。实验结果表明，所提方法可实现嵌入式软件接口测试数据的自动生成，提升测试效率，提高数据的准确率与缺陷覆盖率。

为研究岛礁珊瑚砂材料可注性，采用超细硅酸盐水泥浆液开展了一系列可注入特性正交试验。以注浆结石率作为可注性判别依据，分析了珊瑚砂密实度、浆液水灰比、注浆压力和保压时长等因素对注浆结石率的影响。试验结果表明，超细硅酸盐水泥对珊瑚砂注浆结石率影响的程度强弱顺序为：注浆压力、水灰比、保压时长、密实度。采用多元线性回归分析方法，建立了注浆结石率与各影响因素之间的数学模型，可用来预测注浆结石率目标值。拟合结果表明，所提模型线性相关性良好。

装备电路组件众多且结构复杂，多组件复合故障程度难以准确评估，导致装备运维方案无法有效规划。针对该问题，以剩余寿命作为故障程度的分级标准，提出了一种基于剩余寿命预测的装备电路故障程度分级方法。针对装备电路在实际服役过程中获取大量故障数据样本困难的特点，提出了一种基于数模融合的寿命预测方法，利用Multisim建立故障仿真模型来扩充故障数据集，考虑到故障数据的时序性与非线性，采用双向长短期记忆网络（bidirectional long short-term memory network，BiLSTM）构建剩余寿命预测模型；构建基于剩余寿命灰色关联分析的故障程度分级模型，通过量化装备电路不同剩余寿命下多级故障程度的阈值，识别装备电路的故障程度等级；以某装备电路为例验证了所提方法的有效性。

储运发箱作为火箭弹的承载装备，在转运过程中，对其姿态进行监控和安全状态评估具有重要意义。为准确识别储运发箱在转运过程中的运动变化，设计了一种应用双重窗口的储运发箱行为姿态检测方法。通过姿态传感器获取储运发箱的三轴运动数据；使用第一重窗口对时序数据进行时间分割和特征提取，并结合时序卷积网络(temporal convolutional network，TCN)完成对储运发箱所处阶段的识别；使用第二重窗口对储运发箱可能会发生的危险行为进行判断；综合双重窗口的结果完成对储运发箱行为姿态的识别。实验结果表明，该方法能够准确地识别储运发箱在转运过程不同阶段的危险行为，为未来智能化储运发箱的研制提供了方法参考，具有一定的工程应用价值。

无人机航路规划问题的高效求解是确保无人机飞行效率和飞行安全的关键。针对无人机三维航路规划求解效率低的问题，以足球队训练算法（football team training algorithm, FTTA）为基础，提出了一种基于改进FTTA的无人机航路规划方法。该方法结合了无人机飞行航路的实际要求，以航路代价、高度约束和转弯约束3个指标为核心，构造了多约束条件下无人机三维航路规划模型的适应度函数。并以典型三维航路规划问题为求解对象，从航路代价、迭代次数、算法运行时间3个评价指标出发，研究了随机概率、学习概率和通信概率对算法求解效率的影响，与鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm, WOA）进行了对比实验。结果表明，改进后的算法在求解无人机三维航路规划时具有较高的求解效率。

未来语义通信将广泛运用于蜂窝无线网络。针对设备到设备（device-to-device, D2D）内容推荐场景，研究了蜂窝网络中按需求语义通信的问题。提出了一种以目标用户接收体验（quality of experience, QoE）为指标的语义传输模式，使簇头目标用户可根据时延和图像保真度的需求来调节语义压缩比例与选择接入链路，进而从语义压缩比例和信道分配的角度设计了资源优化问题。为解决所提问题，针对图像语义通信中的语义编码解码过程，设计了比例压缩因子，提出了一种小批量模型训练方法，通过随机选择批次来训练子语义模型，兼顾模型性能与训练复杂度。引入博弈论的方法解决信道分配与语义比例压缩因子选择问题，该问题被建模为势能博弈问题，设计了效用函数和势能函数，并证明纳什均衡的存在。提出了参数修正的空间自适应算法来达到纳什均衡。仿真结果证明了所提方法在目标用户整体QoE上的有效性。

针对传统地雷不可移动、杀伤半径小、战后危害大等问题，提出了一种通过火箭布设的智能巡飞地雷系统概念，并基于蒙特卡洛算法建立了该巡飞地雷的作战效能分析模型，探究了布设系统的横、纵向密集度，巡飞地雷的数量、感知能力与飞行能力等因素对作战效能的影响。结果表明，较传统地雷，智能巡飞地雷作战效率大幅提升，打击概率与布雷系统射击密集度存在最佳匹配。此外，该系统作战效能受目标的机动能力，巡飞地雷的飞行速度、侦察感知范围等性能参数的影响，增大巡飞地雷的侦察感知半径、提高飞行速度有助于提升智能巡飞地雷的封控效果。研究结果能够为巡飞地雷的指标论证、方案设计、效能评估和作战运用提供技术支撑。

直觉模糊数之间的比较问题一直都是直觉模糊决策理论的核心课题。针对已有得分函数区分能力不足、构造过于复杂等问题，从全新视角出发，提出新的直觉模糊得分函数，并对其适用性进行必要拓展，定义了用于定量比较两个直觉模糊数区分程度的新可能度公式；基于所提公式，构建了适用于直觉模糊环境的新型多属性决策方法，并将其应用于具体的决策实践。理论分析和实验结果表明，新得分函数是对Atanassov偏序关系的精炼，能够在直觉模糊数集中建立起更为合理、可信的弱序关系；所提公式具有一定优势，能够有效拓展所提得分函数的适用性；基于可能度矩阵构建的直觉模糊多属性决策方法在决策过程中具有较强的自检能力，能够通过保证决策过程的正确性来确保最终结果的可靠性，且便于大规模决策运用。

为提高承制单位参与装备保修的积极性，改善装备保修效果，针对采用定期预防性维修的二维保修装备，利用绩效保障策略，在装备二维故障率函数的基础上，建立保修成本模型和可用度模型。通过构造包含激励措施的收益函数将承制单位的保修成本和部队要求的最低可用度水平联系起来，建立了考虑多目标的二维保修装备绩效保障决策模型。基于模拟退火算法，通过某型车辆装备算例验证了模型的有效性。对比分析结果表明，考虑多目标的绩效保障策略能够有效提高承制单位利润，同时保证装备的可用度，是一种使承制单位和部队双赢的保障策略。通过灵敏度分析为承制单位开展绩效保障提供管理建议，为实施拟议的绩效保障策略提供参考。

针对火炮底盘不水平条件下测量身管绝对空间指向的实际需求，提出基于方向余弦矩阵解算的双经纬仪空间角测量方法。综合运用北斗双天线定向和双经纬仪测量3个标记点方案，以经纬仪测量3个标记点的水平角和垂直角为已知量，根据双矢量定姿原理，通过相关矢量和方向余弦矩阵运算，获取火炮身管在地理坐标系下的方位角和高低角。通过蒙特卡洛仿真方法分析了双经纬仪空间角测量精度，方位测角精度优于57.6″，高低测角精度优于28.8″。利用高精度双轴转台搭建了实验测试系统，在考虑北斗定向误差的情况下，该方法方位测量精度为65.5″，高低测角精度为51.1″。仿真和实验结果表明，该方法可用于火炮轴线空间指向的测量。

高光谱图像目标检测技术在多个领域具有显著的应用潜力，为充分挖掘高光谱图像中丰富的空间和光谱信息，提出了一种结合Gabor滤波与约束能量最小化（constrained energy minimization，CEM）的高光谱图像目标检测方法Gabor-CEM。该方法充分结合了Gabor滤波器和CEM算法的优点，利用Gabor滤波器有效地提取高光谱图像的空间纹理和方向特征，为目标检测提供丰富的空间信息；凭借CEM 算法对目标光谱信息的高效利用，对目标进行定位和识别。利用野外成像光谱仪拍摄的高光谱图像进行实验，结果表明，相较传统方法，Gabor-CEM 方法能够更准确地检测出目标，降低误检率和漏检率，在目标检测任务中具有显著优势，为高光谱图像目标检测提供了一种新的有效途径。

在复杂电磁环境下，干扰效果评估面临着信息非对称、通信行为多变以及信道条件动态变化等现实问题。同时，在人工智能和机器学习理论技术赋能非合作无线网络目标条件下，精准、稳健的干扰效果评估仍是制约干扰效能提升的主要挑战。针对以上问题，提出一种高效的认知干扰方法，基于确定性信道建模技术，利用双层遗传算法虚拟估计出不同干扰决策下非合作无线网络目标的性能上界，并以此作为不同干扰决策的干扰效果评估依据，实现最优/次优干扰决策选取。仿真结果和理论分析验证了所提方法的有效性和鲁棒性，为提升干扰效果评估、实现电磁频谱域认知对抗提供参考。

为提高在现代战场中的生存能力，机载多功能雷达呈现出信号样式复杂、参数高度捷变、开关机无规律和辐射时间减少等特点，给基于传统方法的雷达工作模式识别带来了一定的挑战。参考多功能雷达常见工作模式典型特征参数生成的样本数据，基于水波中心扩散（water wave center diffusion，WWCD）算法优化多个模型参数，采用自适应加权策略提高多个模型集成学习算法性能，开展多功能雷达工作模式识别。实验分别使用遗传算法、粒子群优化算法、差分进化算法和WWCD算法优化单模型参数，使用软投票、硬投票、自适应加权等不同集成学习策略进行工作模式识别。结果表明，所提算法相较于传统算法具有较高的准确率。此外，还研究测试了该算法在小样本条件下识别雷达工作模式的性能，验证了该算法的可行性和较高的识别效率。

旋转隔离机构（简称隔旋机构）的抗过载性能是保障弹道修正引信正常工作的重要因素之一。针对高速旋转炮弹弹道修正引信的工作环境，设计了一种具有“内缓冲、外隔离”功能的隔旋机构，通过有限元仿真模拟、理论分析和试验验证相结合的方法对机构进行了弹塑性耦合变形分析。仿真模拟结果表明，内部的多球型点接触缓冲部件在冲击瞬间产生1.44 mm变形，冲击后接触半径约为2 mm；理论分析发现，刚度为150 N/mm的螺旋弹簧可满足外隔离设计的要求；液压冲击试验中，缓冲部件变形与仿真模拟结果基本一致，验证了结构设计的合理性。该隔旋机构的设计对弹道修正引信的工程应用及高精度制导弹药的发展有一定的促进作用。

由于旋转稳定弹丸飞行稳定性随阵地高程变化的特性缺乏系统研究，以某155 mm榴弹为例，探究了旋转稳定弹丸的飞行稳定性条件，仿真分析其陀螺稳定性、动态稳定性、追随稳定性随阵地高程的变化特性。结果表明，某一高程的全弹道上，若在炮口处弹丸的陀螺稳定性得到满足，在全弹道上必然满足陀螺稳定性，随着高程的增加，陀螺稳定因子增大，陀螺稳定性增强；高海拔条件下空气密度减小有利于旋转弹丸保持动态稳定性，随着高程的增加，动态稳定性显著增强；动力平衡角随阵地高程的增加而增大，弹丸的追随稳定性变差，但若弹道上满足追随稳定性条件，高海拔弹道的整体稳定性强于低海拔。在高海拔条件下，应当避免用高射界射角射击，防止动力平衡角过大导致飞行失稳。

以方形组合式钢丝绳隔震器为研究对象，针对动力响应模型参数识别复杂的问题，在进行静力和冲击隔震试验基础上，建立加载刚度主导的等效动力学模型，比较等效线性模型和变刚度模型的合理性并讨论了主要参数的取值。结果表明，方形组合式钢丝绳隔震器在垂直向和水平向均表现出明显的迟滞特性和刚度非线性，在爆炸冲击作用下隔震率均达89.77%以上，具有良好的隔震性能；在小幅冲击震动下隔震器表现为微小阻尼，而在大幅冲击震动下则表现为大阻尼；以隔震器加载刚度为基础建立的变刚度等效动力学模型可在一定范围内有效描述隔震结构在冲击震动下的动力学行为。

弹药储备与调运是弹药保障的重要环节，关系到能否及时、准确、可靠地完成弹药保障任务。针对两级弹药储备与调运联合优化问题，以总延误时间最短、总成本最低和实际到货数量最多为优化目标，考虑运输时间的不确定性，建立了多目标弹药储备与调运联合优化模型，采用线性加权和法将多目标模型转化为单目标模型，并利用带罚函数的粒子群优化（particle swarm optimization，PSO)算法求解。通过算例对模型和求解算法的有效性进行了验证，相较于单一目标优化策略，所构建的目标函数可有效反映专家评价法得出的权系数，并能兼顾各优化目标，为科学开展弹药储备与调运工作提供有效参考。

作为一种新概念超高速动能武器，电磁轨道炮具有广泛的军事应用前景，然而其发射威力及发展困境尚不明晰。在分析电磁轨道炮理论和电枢技术进展的基础上，总结了电磁轨道炮发展的困境，发现U形铝电枢咽喉部发生的磁锯效应导致简单轨道炮发射威力即炮口动量受限。据此提出了一种高威力的电磁轨道炮概念，利用相互垂直磁场的独立作用原理、机械接触力叠加与传递原理，将两门简单轨道炮合成一门双电源、双电枢、四轨道、单射弹、近方膛的复杂轨道炮。该轨道炮力学结构紧凑合理，两个电路互不干扰，共同加速射弹，其等效膛压和发射威力均可提高至等口径简单轨道炮的两倍左右。所提设计可推动电磁轨道炮技术进展，具有一定的军事应用价值。

针对现有成像系统标定方法无法有效校正超大视场红外凝视成像系统的问题，提出了一种新的间接角点检测算法和针对Scaramuzza校正模型中迭代计算会出现局部最优问题的改进方案。利用形态学操作对棋盘标定板边缘进行像素级检测，再使用插值技术细化边缘，使边缘具有亚像素级精度，获取真实角点附近的4个棋盘单元角点，对4个角点进行坐标平均化间接获取真实角点坐标，使角点检测正确率达到100%，远高于一般算法，并且更加贴合真实角点位置。在逐次迭代过程中，通过对整个区域使用特定圆形区域采样网格点采集SSRE，再将所有采集数据进行最小化取值，既避免了陷入局部最优的情况，提高了定位精度，又大大减少了迭代次数和迭代运算量，弥补了现有一般标定算法无法满足超大视场红外凝视成像系统的不足。

格栅装甲作为一种重要的抗破甲弹侵彻装置，以其独特的设计原理与结构特点在战场上广泛应用。以传统格栅装甲为研究对象，围绕提高装甲车辆的防护性能，通过对单元结构进行创新设计，提出一种新型格栅装甲设计方案，利用有限元软件对新型格栅装甲抗破甲弹侵彻行为进行仿真计算。结果表明，较传统格栅装甲，所提方案在实现装甲高防护性能方面有较大提升，有效增强应对斜向来袭、入射角较大的聚能弹药的防御能力，大幅提高拦截成功率，用于防护装甲车辆车首、侧翼、车尾、发动机及炮塔顶部，可提升防护性能，实现全方位防护。在敌方聚能弹药威胁背景下，所提方案对提升武器装备的战场生存能力、发挥作战效能具有重要的军事意义。

针对低轨道（low earth orbit，LEO）卫星中无法保持能量效率（energy efficiency，EE）和频谱效率（spectral efficiency，SE）优化增长趋势一致的问题，提出了一种优化LEO中EE和SE之间权衡问题的方法。对LEO资源分配场景建模，采用划分时隙的方式简化动态模型，通过调节子载波功率来优化吞吐量，从而优化EE和SE。通过引入权值因子、EE与SE量纲统一的方式对EE和SE进行加权，达到求二者最大平衡的目的。为应对较大的状态动作空间问题，采用深度对决Q网络（Dueling DQN）算法实现较优的控制策略。仿真结果表明，较其他深度强化学习（deep reinforcement learning，DRL）算法，所提算法收敛速度更快；对比其他DRL算法收敛值分别提高10.1%和18.2%。噪声功率发生变化时，Dueling DQN所求SE较其他DRL算法提高了15.6%。

不同于传统多旅行商问题，小型飞机测绘任务规划问题的每个测绘目标需要测绘多个测绘载荷，同时多次测绘间要有时间间隔，称之为路径交叉的多旅行商路径规划问题。针对点目标测绘任务场景，将最少飞机数量的求解目标转化为求解最短航行路径。在采用遗传算法求解最短路径的基础上，结合探测载荷约束、探测任务时长约束等条件，进一步规划出最优的调度方案。针对点目标和区域目标测绘任务规划问题，考虑各机场测绘任务工作量的均衡，定义测绘工作量指标为每个机场完成的测绘目标点和目标道路的数目，求解调度策略和飞机数量。在此基础上求解均衡性，使3个机场探测的目标点和目标道路数量相当。结果表明，所提方案兼顾了测绘代价与任务分配的均衡性。

为了评估聚脲对液体输运容器的防护效能，采用实验与数值模拟相结合的方法，对聚脲涂覆储液圆柱壳结构在炸药爆炸荷载下的动力响应行为开展细致分析，获得圆柱壳的宏/微观破坏特征，揭示了爆轰产物运动及聚脲涂覆储液圆柱壳动态响应过程。结果表明，在近距离爆炸荷载作用下，薄壁储液圆柱壳以局部破坏为主，聚脲可有效提升储液圆柱壳抗爆性能；爆炸比例距离Z=0.134 m/kg1/3时，爆轰产物冲击的初始时期聚脲吸收内能相对较多，后续过程以水介质动能和铝管内能为能量转化和吸收为主。聚脲厚度从0 mm增加至6 mm，聚脲吸收能量总量显著增加，而铝管吸收能量呈现下降趋势，即聚脲可分担部分能量从而使铝管吸收能量减少以增加圆柱壳的防护能力；单位厚度聚脲吸收能量随聚脲厚度增加基本呈现递增趋势。聚脲与基材的协同变形能力是抗爆防护性能提升的主要因素。

基于干扰加噪声协方差矩阵（interference and noise covariance matrix，INCM）的重构算法是近年兴起的鲁棒自适应波束形成（robust adaptive beamforming，RAB）技术。针对目前大多数INCM算法只注重不同误差情况下的性能表现而忽视了算法的计算复杂度的问题，聚焦INCM算法鲁棒性和计算复杂度，在使用Capon算法得到干扰和期望信号（signal of interest，SOI）的名义导向矢量的基础上，使用鲁棒Capon波束形成（robust Capon beamforming，RCB）算法对名义导向矢量进行校正，得到干扰和SOI的实际导向矢量，提升了对导向矢量误差的抵抗能力。使用样本协方差矩阵（sample covariance matrix，SCM）的最大特征值估算所有干扰功率，有效地降低了算法的计算复杂度。基于上述两部分工作设计波束形成器，在保持低复杂度的同时拥有良好的抗误差能力。仿真结果表明，INCM算法对不同种类的误差均具有良好的抵抗能力，能够兼顾计算复杂度和性能。利用软件无线电（software-defined radio，SDR）设备搭建实物验证平台，进一步验证了所提方法优越的抗干扰性能。

为帮助决策者在复杂战场环境下综合考量无人机飞行能耗与传感节点信息时效性并权衡作出决策，提出了多目标路径优化问题。将地面传感节点聚类、簇内节点数据上传序列优化、多无人机航点分配和无人机路径优化多个子问题紧密耦合，构建了多无人机总飞行时间最小化和传感节点信息年龄最小化的多目标-多机聚类选址-路由问题(multi-objective multi-UAV clustering location-routing problem, MOMAC-LRP)优化模型，提出了改进任务分配设计的非支配排序遗传算法二代求解该问题，并设计了基于非均匀聚合权重的 CPLEX 求解器作为对比方案。仿真结果表明，所提算法生成的优化路径集在性能不弱于CPLEX的同时，能更合理地平衡不同指标，参考价值更高，为提升决策的科学性与有效性提供了新思路。