战场时空一致性原理与方法

本书从战场时空一致性的机理、科学问题出发，重点分析研究了时空误差演化的模型和方法、时间同步原理和方法、空间配准原理和方法；同时，基于离散特征空间和连续空间，讨论了基于相对熵的时空一致性模型；最后，给出了体系成熟度模型，以美军战场信息化建设为例，从时空一致性视角分析了代表美军信息化标志的PNT 体系、互操作作战图族、国防部改组法等，揭示了战场时空一致性优化控制体系的生长和发展规律。本书内容对理解信息化战争的特点具有一定参考价值，特别是对把控和寻找未来战争的制胜之道，提供了一孔之见。

第1章绪论1
1.1概述1
1.2基本概念2
1.2.1时间2
1.2.2空间2
1.2.3战场时空一致性3
1.3战场时空一致性机理分析4
1.3.1信息获取4
1.3.2信息传输9
1.3.3时空配准14
1.3.4信息融合19
1.3.5态势估计24
1.3.6态势显示与分发27
1.4战场时空一致性现状、难点与科学问题29
1.4.1实例解读30
1.4.2现状和难点分析31
1.4.3科学问题32
1.4.4主要研究思路35
1.5本书章节安排36
参考文献37
第2章时空误差及其演化40
2.1时空基准误差特点40
2.1.1时空基准40
2.1.2时间基准误差特点分析45
2.1.3空间基准误差特点分析47
2.2时间同步误差分析49
2.2.1网络时间同步误差分析49
2.2.2基于时频信号的时间同步过程分析54
2.3动平台雷达探测时空误差演化57
2.3.1甲板形变及其影响58
2.3.2机械稳定雷达时空基准误差演化模型59
2.3.3电子稳定雷达时空基准误差演化模型97
2.4小结114
参考文献115
第3章同步原理与方法116
3.1引言116
3.1.1时间同步内涵116
3.1.2常用时间同步方法117
3.2有线网络时间同步方法119
3.2.1NTP时间同步119
3.2.2PTP时间同步128
3.3无线网络时间同步方法137
3.3.1典型无线网络时间同步方法139
3.3.2无须报文交换的时间同步模型141
3.3.3基于报文交换的时间同步模型148
3.4公共时间基准体系分析151
3.4.1公共时间基准结构152
3.4.2分层设计与区域时间同步策略153
3.4.3时间同步资源与典型战术平台应用154
3.5海战场时间同步体系设计157
3.5.1指标需求分析157
3.5.2总体架构设计159
3.5.3编队时间同步体系161
3.6时间同步技术的发展167
3.6.1纳秒级时间同步技术167
3.6.2皮秒级时间同步技术168
3.6.3量子时间同步技术168
3.6.4高精度原子钟技术169
3.7小结171
参考文献171
第4章配准原理与方法173
4.1概述173
4.2空间配准流程174
4.2.1基于合作目标配准175
4.2.2基于非合作目标配准175
4.3空间配准系统误差模型176
4.3.1系统误差描述177
4.3.2空间配准系统误差测量方程179
4.4空间配准系统误差估计算法185
4.4.1动平台定位误差估计185
4.4.2基于合作目标传感器探测等效系统误差估计方法191
4.4.3基于非合作目标传感器探测等效系统误差估计方法194
4.4.4多平台多无源传感器配准方法199
4.4.5基于多传感器距离测量的空间配准方法201
4.5空间配准可观测性分析205
4.5.1可观测性概念205
4.5.2低可观测度下的配准方法208
4.5.3仿真验证210
4.6空间配准性能评价212
4.6.1系统误差估计收敛性分析212
4.6.2空间配准性能评价213
4.7小结214
参考文献214
第5章基于相对熵的时空一致性216
5.1概述216
5.2相对熵原理217
5.3离散特征空间相对熵218
5.3.1一维离散特征空间目标属性的一致性218
5.3.2一维离散特征空间中基于相对熵最小的一致性信息融合准则220
5.3.3多维离散特征空间中的信息熵与相对熵221
5.3.4多维离散特征空间中基于相对熵最小的一致性信息融合准则223
5.3.5多维离散空间一致性函数的归一化表示224
5.4连续空间中的相对熵224
5.4.1二维平面中目标位置信息的一致性224
5.4.2二维平面中基于目标位置相对熵最小的一致性信息融合准则227
5.4.3多维空间中目标信息的一致性230
5.4.4多维空间中基于目标位置时空信息相对熵最小的一致性信息融合准则234
5.4.5多维连续空间一致性函数的归一化表示235
5.5典型环节基于相对熵的一致性分析235
5.5.1传感器探测信息的概率分布与相对熵236
5.5.2传输时间延迟的影响分析240
5.5.3时空配准后传感器探测信息的一致性分析244
5.5.4多源时空信息融合中基于相对熵的多平台多传感器配置优化245
5.6小结254
参考文献255
第6章战场时空一致性优化控制体系256
6.1概述256
6.2体系及其成熟度模型257
6.2.1体系257
6.2.2一体化258
6.2.3体系成熟度生长模型258
6.3美军战场时空一致性体系典型系统和措施分析259
6.3.1PNT体系260
6.3.2互操作作战图族263
6.3.3提升认知域一致性的基础271
6.3.4发展与启示273
6.4战场时空一致性发展思考274
6.4.1控域空间一致性274
6.4.2未来发展275
参考文献276
附录A常用坐标系及其相互转换279
A.1坐标279
A.2坐标转换280
附录B经典时空理论与狭义相对论283
B.1伽利略变换283
B.2洛伦兹变换与狭义相对论284