基于火箭遥测的地面站接收信号情况预估方法

火箭尾焰造成的信号衰减是地面测量点位选择重点考虑的问题,通常采用传统β角确定火箭尾焰对遥测地面站接收信号的影响程度。针对新型固体火箭发射中β角分析法对遥测地面站接收信号情况预测不准确的问题,文中在分析影响遥测地面站信号接收因素的基础上,提出了一种采用信号衰减方向性预估遥测地面站接收信号情况的模型。通过分析火箭遥测实测飞行姿态、位置以及地面遥测设备实际跟踪信号情况确定了模型参数,并通过实例计算证明了该方法优的优越性。     

基于飞行时间深度图像变化率的火焰识别方法

为开发飞行时间算法在火灾探测中的应用,简化算法,提高检测速率和准确性,根据飞行时间法,结合火焰的深度图特征,设计了基于深度图像变化率的火焰识别算法。以三维深度相机为主要图像捕获设备,进行了多组火焰识别实验,包括正庚烷火焰、乙醇火焰、纸张火焰、灯光干扰、行人干扰实验,对捕获的图像进行了处理与计算,提出了识别火焰的简化算法和火焰像素估计模型。采用该方法分析了火焰深度图特征,火焰识别结果图像的频谱图特征、集中度特征以及面积变化特征。研究结果表明,采用文中提出的算法的实验识准率大于91.5%,误识率小于3.8%,能有效识别火焰。     

基于GIS和Android的便携式无线信号场强采集仪设计

摘 要：无线信号传输衰减是基站信号覆盖和优化的一个关键性问题,其衰减计算需要根据距离和外界环境因素确定。本文设计了一种基于GIS和Android的便携式信号场强采集仪,可为信号衰减计算,提供参数修正的样本数据。本设备具备样本采集点环境特征自动记录和目标信号源采集点地理位置自动选择功能。通过初步应用的情况来看,该系统的特点及优势均较明显。     

基于GIS和Android便携式无线信号场强采集仪设计

设计了一种基于GIS和Android的便携式信号场强采集仪,可为信号衰减计算提供参数修正的样本数据。本设备具备样本采集点环境特征自动记录和目标信号源采集点地理位置自动选择功能。通过初步应用的情况来看,该系统的特点及优势均较明显。     

基于纹理特征的火箭目标跟踪方法

为解决姿态剧烈变化的火箭目标跟踪问题,提出了一种新的基于纹理特征的跟踪方法。相对于传统的模板匹配方法,这种方法能对助推器和子级分离的捆绑式运载火箭进行跟踪。在对火箭目标特性进行分析的基础上,采用局部二值化模式(LBP)纹理特征结合Hu不变矩特征描述进行跟踪。跟踪过程中特征匹配采用简单的相似性度量准则,实时模板更新算法为加权更新。测试结果表明,这种方法对发生位移、旋转和尺度变化的火箭目标同样具有比较好的跟踪效果。     

基于双目视觉飞行目标落地参数测量方法研究

飞行目标落地参数是评定飞行目标系统性能的重要技术指标.为了测量飞行目标落地参数,采用放置在落弹点区域附近的凝视等待式双目视觉摄像机,高速摄像交汇测量飞行目标的落地参数.由最小二乘法拟合目标各时刻质心的空间三维坐标,建立了目标三维空间轨迹的多项式函数,对多项式函数求导得到目标的飞行速度.针对回转体类飞行目标特点,根据其在摄像机像面成像的情况,将目标分为三类,采用了不同的姿态测量方案,并对测量的误差来源进行了分析,提出了减小测量误差的方法.实验与理论分析表明,所采用的速度与姿态测量方法正确、可靠,速度的测量误差小于1%,大目标和过渡目标姿态角测量误差小于0.5°,为飞行目标的动态参数测量提供了一条新的便捷可靠的途径.     

飞机目标动态RCS仿真技术研究

针对飞行器目标在实际飞行过程中由于飞行姿态变化对目标电磁散射截面（radar cross section，RCS）的影响，提出了一种新的动态目标电磁散射建模方法.首先，对飞行器目标精确建模问题，提出了利用激光扫描方法对真实目标进行外形扫描，再通过逆向重构技术得到目标精确几何外形；然后利用实际飞行过程中测试数据，将获取的目标相对于雷达视向角信息代入仿真程序中，使用一体化电磁散射计算软件对一定航路上运动目标进行仿真计算，消除飞行姿态扰动对仿真数据的影响，使动态目标电磁散射建模更加符合实际飞行情况.仿真结果表明，本文方法可快速、准确获取飞机目标动态RCS仿真结果，具有很好的工程应用价值.     

一种火箭及上面级外弹道实时滤波算法

火箭上面级飞行过程具有自主导航能力强、推力大、可多次启动等特点,这给实时外测弹道重建在模型建立、轨道机动的自适应跟踪等方面带来了一些困难。为此将中心差分卡尔曼滤波算法引入火箭及上面级外测弹道实时重建计算中,给出了适用于其飞行过程及观测量特点的状态外推计算模型及观测计算模型,并采用基于位置速度差分计算的机动加速度方差实时调整Q矩阵中速度及加速度分量,较好地实现了对机动过程的自适应跟踪。仿真及实测数据计算结果显示所给定的方法是有效的,研究结果对空间目标飞行弹道(轨道)的实时重建计算有一定的参考价值。     

太阳辐射对大气层外弹道式目标表面温度的影响

论述了大气层外弹道式目标表面温度的计算方法，对某弹道式目标大气层外飞行过程中当太阳辐射方向改变时其表面温度的变化情况进行了数值计算，分析了目标飞行姿态与太阳辐射方向之间空间方位关系的变化对目标表面温度的影响。     

高超声速飞行器LPV抗饱和模型参考控制器设计

当高超声速飞行器改变飞行状态时,若采用传统的状态反馈方法进行姿态控制系统设计,为保持系统稳定,需在不同的平衡点反复进行线性化计算,计算过程十分复杂。另外,在飞行器高速飞行的过程中存在输入约束,还需考虑执行器饱和的问题。针对以上问题,采用两步法进行控制系统的设计:首先,设计了基于线性变参数(LPV)系统的模型参考控制器,采用奇异值分解与线性矩阵不等式计算得到控制器系统矩阵与反馈增益,在飞行状态发生变化后,实现对指令信号的跟踪响应;然后,考虑到执行器饱和的情况,引入抗饱和补偿器,采用LQR最优控制理论计算补偿器增益,实现对控制输入限幅约束。通过仿真表明,设计的控制器超调量较小,调节时间较短,且有效地减小了控制器设计过程的计算量。     

基于web技术的探空火箭试验任务可视化设计

为了帮助科研人员理解探空火箭试验任务中获取的抽象数据,直观地了解火箭的飞行状况,本文利用SketchUP创建火箭模型,采用GoogleEarth浏览器插件作为开发平台,利用GoogleEarthAPI驱动火箭模型,直观生动地表达了火箭的姿态、弹道数据。系统采用B／S架构,利用WebSocket前端技术实现了遥测站到web页面的数据传输,解决了传统实时web应用网络实际利用率低下的问题。实验结果表明系统开发部署的成本较低,系统构建的火箭发射场景更为逼真,再现火箭飞行状态的准确性和实时性较好。     

主动雷达与惯导设备安装夹角的标校

针对主动雷达与惯导设备安装夹角引起的测角误差问题,提出了一种高效、高精度的标校方法。采用差分全球定位系统(Global Positioning System,GPS)分别测量目标和雷达在大地坐标系中的位置信息,并转换到目标地理坐标系中;同时通过雷达和惯导测量的雷达坐标系下的目标角度、距离信息,建立目标地理坐标系和雷达坐标系的转换方程,计算出雷达和惯导在目标地理坐标系下的安装夹角。性能分析和仿真结果表明,在确保差分GPS坐标、惯导输出姿态角和雷达测量角精度的条件下,所提方法能有效和高精度的测量出安装夹角。该方法通过了外场试验标定和机载试验验证,可推广到车载或机载雷达与惯导设备的安装夹角标校中。     

大攻角下基于信息融合的攻角/侧滑角估计方法

攻角和侧滑角是飞控系统和导航系统的重要参数。针对高性能飞行器在大攻角飞行时攻角和侧滑角不能精确测量问题,引入飞行动力学模型,选取姿态、姿态角速率、气流角和速度等飞行参数作为状态向量,以惯性导航系统提供的姿态、姿态角速率、加速度组成观测向量,构建扩展卡尔曼滤波器,融飞行动力学模型求解和状态估计的过程为一体,实现攻角和侧滑角实时精确估计。利用X-Plane系统的飞行仿真数据对攻角/侧滑角估计方法的可行性和有效性进行了验证。仿真结果表明,该方法不仅具有较高的精度、良好的稳定性和鲁棒性,而且可提高大气数据系统的测量范围和可靠性,能够有效地适用于大攻角飞行环境下攻角和侧滑角的测量。     

飞行器尾焰红外图像定位方法研究

针对红外图像测量中,飞行器尾焰受飞行轨迹及气流影响,形态变化复杂,常规目标定位方法难以实现的问题。本文按照目标测量中图像判读的具体要求,依据尾焰形成的原理,采用重心法和Hough变换技术准确检测尾焰的中轴线和前端的半圆。提出了一种基于Hough变换的飞行器尾焰跟踪方法,克服了尾焰形态变化和镜头衍射对目标图像跟踪的影响,实现了尾焰前端的稳定跟踪和精确定位。实验结果表明:该方法跟踪稳定,定位精度高,适用于各种情况下的尾焰定位,且算法简单,执行效率高。     

弹载滚转稳定平台相对转角测量电路设计

提高常规高旋弹药飞行姿态参数测量精度的难点是如何解决惯性器件量程与精度互相矛盾的问题。采用滚转稳定平台能够解决弹体高旋对惯性器件量程的影响,能够采用小量程、高精度的陀螺仪测量弹体的飞行姿态参数。然而滚转稳定平台的惯性测量组合与弹体之间有相对转动,此时惯性测量组合所测参数并不是弹体的飞行参数,需要一个能够测量相对转角的装置才能得到弹体完整的飞行姿态参数。针对此问题,本文利用增量式光电编码器设计相对转角测量电路,并对增量式光电编码器在实际应用过程中出现的问题进行了研究,最后通过三轴飞行仿真转台试验进行验证。试验证明,该相对转角测量电路具有一定的可行性和有效性,能够有效测量惯性测量组合与弹体之间的相对转角,具有一定的工程应用价值。     

基于星像位置误差估计星敏感器姿态角偏差的方法

利用传统的反正切法估算星敏感器测量姿态角偏差时,存在因计算量大干扰算法实时性等问题。针对上述问题,文中提出了根据星像位置误差直接估算星敏感器姿态角偏差的方法。通过分析星敏感器姿态测量原理,推导出星敏感器姿态角变化量对星像位置影响的数学关系式,进而在小视场条件下,得到星像位置误差与星敏感器姿态角测量偏差的公式。该公式计算过程简单,避免了大量的反正切计算。仿真结果表明,在相同的仿真实验条件下,该方法的计算时间比传统方法缩短了近四分之一,且该方法的计算精度也优于传统的反正切法。理论推导和仿真实验说明该方法具有计算量小、实时性好且精度较高的优点,具有一定的工程应用价值。     

基于狭缝摄影的靶场目标运动测量综述

狭缝摄影测量是高速摄影测量的一个重要分支,是常规武器靶场试验中,对飞行目标的各项运动与姿态参数进行记录和测量的重要方法。这里分析了狭缝摄影测量方法的特点,总结了狭缝摄影机的发展状况,深入阐述了使用狭缝摄影测量技术实现对飞行目标速度、转速、章动角等重要参数测量的基本原理,并对狭缝摄影测量的发展趋势进行了展望。     

被动雷达的目标散射特性和时间序列

目标的雷达散射截面积是判断雷达系统中能否检测到目标的重要参数指标之一,为研究以GNSS为辐射源的被动雷达系统下飞行目标的RCS散射特性,仿真了不同机型在被动雷达系统中的静态RCS数据,分析了同一视线角下不同机型的RCS共性及辐射源-目标-接收机位置关系对目标RCS的影响。另外根据设定航路的目标飞行姿态计算得出的雷达视线角,结合飞机静态双基地RCS起伏特性数据,计算了空域中不同位置辐射源对应该航路目标的RCS时间序列,为被动雷达系统的辐射源选择提供了一定参考。