交汇光幕立靶测量系统计时数据采集研究

针对原交汇立靶测量系统使用单板机采集与未能实时给出测量结果等缺点，提出在研制的LBS-1型交汇光幕立靶测量系统中，采用CPLD、单片机与计算机相结合的技术，完成测量系统数据采集、实时传输与处理显示等功能。基于交汇光幕测量飞行弹丸速度及命中目标的两维坐标数学模型，分析与设计了弹丸穿越交汇光幕间的时间数值采集与传输电路，计时误差可达0．5μs，根据系统工作实际情况，增加具有一定抗干扰功能的内部逻辑计时电路，并进行仿真与分析，通过实弹射击，验证了数据采集的正确性。     

弹着点坐标的组合光幕阵列测量方法

为了精确测量兵器外弹道试验中弹丸着靶坐标,采用光电管和线阵CCD成像器件分别构建模拟光幕和图像细分光幕,3个模拟光幕与1个图像细分光幕构成四组合光幕阵列,4个模拟光幕与1个图像细分光幕构成五组合光幕阵列.给出了组合光幕阵列测量着靶坐标的原理,分析了测量误差并进行了仿真.结果表明所提方法能实现射击弹丸的弹着点坐标的测量,在2m×2m靶面测量误差小于1.7mm,与六模拟光幕阵列相比,提高了测量精度,简化了阵形结构.     

基于工程模型的六光幕阵列天幕立靶弹头坐标测量不确定度评定方法研究

六光幕阵列天幕立靶是测量速射武器连发弹头着靶坐标的主要设备。针对现有光幕阵列理想模型下测量不确定度分析无法满足其工程实际中测量需求的不足,在理想模型和工程模型下综合考虑双N形六光幕阵列测量不确定度的影响因素,仿真分析了光幕阵列结构参数不确定度、布靶参数不确定度、过幕时刻序列不确定度、光幕垂直度不确定度、靶体水平和平行布放不确定度及弹头速度方向角等各项因素对着靶坐标测量不确定度的影响规律。通过建立的评价函数对各因素的影响作用进行评价。结合工程实际对所有因素影响下的不确定度进行合成,得到选定的1 m× 1 m靶面内不确定度分布。试验表明,实弹测量结果与分析结果具有较好的一致性。     

弹丸速度及弹着点坐标测量系统研究

为了在武器速射系统研制中同时测量弹丸速度和弹着点坐标.采用平行点激光光束交叉形成光栅光幕靶,以PCI总线构成数据采集系统.采集64路数字信号.通过分析连发弹过靶信号,提取各个弹丸过靶位置判别值以及过靶时刻.计算得到连发多弹中各个单弹速度以及弹着点坐标.室内外靶场实弹测量实验结果表明,该测试方案可以同时测量高射频连发弹弹丸速度、射频、弹着点坐标.未出现弹序误判、漏判情况.该测试方案时连发弹道武器的研制和开发及测试"金属风暴"武器、弹阵分布具有参考价值.     

双等边三角阵声学靶测量原理

为了解决双等边三角阵声学靶测量弹着点坐标计算过程繁琐的问题,在局部将激波在预定靶平面上的曲面传播看成是平面传播,得到了激波在各个传声器之间传播的声程差与三角阵边长之间的几何关系,通过解三角形求得了弹着点的坐标测量公式.通过仿真计算对该坐标测量公式的理论误差进行了分析,在对4m×4m靶面的仿真中得到x、y坐标测量误差分别为±10mm和±25mm.仿真结果表明,该测量公式形式简单,且具有较高的精度.     

基于天幕靶的弹丸飞行时间计算方法

在用天幕靶对各种弹丸的速度等外弹道参数进行测量时，往往需要测得弹丸飞越两个天幕靶靶面的时间间隔，进而计算弹丸速度、立靶坐标等其它参数。在对天幕靶输出弹丸模拟信号进行分析的基础上，提出一种用于计算弹丸飞行时间的相关算法。该算法采用数字信号处理的方法，对用数字采集仪采集到的天幕靶输出的弹丸模拟信号进行处理，可以计算得到弹丸飞过天幕靶靶面的时间间隔，经试验论证：该方法较常规方法计算时间更加准确，并且可以提高测试系统的抗干扰能力。     

运动靶标激波检靶定位模型

为提高运动靶标的激波检靶定位精度,对定位模型和求解算法进行研究.采用几何方法推导弹丸激波到达传声器阵列时间的模型,通过非线性最小二乘法求解弹丸飞行速度、命中坐标、入射角等参数.利用该模型进行仿真,分析靶标速度误差、激波到达时间误差和弹丸速度等对检靶精度的影响.结果表明:忽略快速运动靶标的速度会带来较大检靶定位误差,必须在激波检靶建模求解时考虑靶标运动速度.     

两种天幕靶光幕交汇立靶测量系统分析

为了改善飞行弹丸立靶坐标测量系统的布置复杂、集成度低等缺点,提出了2种新型天幕靶的设计方法;根据立靶坐标的几何测量原理,采用单镜头双狭缝措施,设计了单镜头双狭缝交汇和单镜头双狭缝平行的天幕靶.利用两镜头构建了多光幕交汇测量弹丸坐标模型,采用高响应、低噪声阵列长条形光电探测器件,简化天幕靶结构设计,改善天幕靶探测性能.结合多光幕交汇测量系统数学模型,应用微分法分析了测量系统误差.靶场实弹试验结果表明,设计的2种新型天幕靶可以实现飞行弹丸坐标的测量,在高空大靶面条件下,坐标测量误差小于20 mm.     

TDI-CCD光靶弹着点坐标测量误差分析

TDI-CCD光靶测量精度是衡量其性能的一个重要指标,为分析光靶坐标的测量误差,将靶心及靶面边缘的若干个点作为误差计算的特征点,对光靶的结构参数进行了优化设计.通过计算和仿真,得到了光靶测试范围内各点坐标综合误差分布.在搭建CCD光靶实验系统的基础上,用模拟弹丸验证了靶面坐标的测量误差.结果表明,CCD靶面弹丸落点坐标近似等于木靶靶面的落点坐标,实验结果与计算吻合较好.     

阵列光电探测器在光电探测靶中的应用研究

针对在外弹道测量弹丸速度及命中靶标的两维坐标参数的光电探测靶，结合探测靶自身结构特点。提出将阵列光电探测器应用于光电探测靶的研制中，改善与提高其探测灵敏度和增大作用视场；对阵列光电探测器存在的探测盲区，提出采用离焦弥散技术，消除探测盲区；分析阵列光电探测器应用在光电探测靶出现的影响探测因素，提出合理改善措施。     

Software Architecture for Modeling and Simulation of Underwater Acoustic Information Systems

The simulation of underwater acoustic information flow is an important way to research sonar performance and its engagement effectiveness in the ocean environment. This paper analyzes the significance of modeling an open and sophisticated simulation software architecture by object-oriented method, and introduces the modeling processes and expression method of simulation architecture. According to the requirements of simulation system and the underwater acoustic information flow, the logical architecture of simulation software system is modeled by the object-oriented method. A usecase view captured the system requirements. The logical view shows the logical architecture of software system. The simulation software is decomposed into the loose coupling constituent parts by layering and partitioning the packages for maintainability. The design patterns enabled the simulation software to have good expansibility and reusability. The simulation system involving multi-targets and multi-sonar is developed based on the architecture model. Practices show that the model meets the needs for simulating an open and sophisticated system.     

对抗条件下浮标基水声定位技术研究

浮标基定位系统利用水声侦察信号对待测目标进行定位时,时延测量精度是系统定位精度的关键因素。在非水声对抗条件下,传统的信号检测手段与分群开窗相结合的方法可以准确测得直达声信号时延并对待测目标精确定位,但在水声对抗情况下,由于对抗器材模拟回波的存在,传统方法的定位精度下降,甚至不能正确定位。针对这种情况,本文提出了一种基于时延匹配及信号多普勒的侦察信号辨识方法。理论分析与仿真结果证明,该方法有效可行。     

空中炸点三基阵声学定位技术研究

多基阵联合定位有助于提高声学定距的精度。采用3个立体五元阵、数据处理器、GPS时间标记器和无线传输设备的声学子站建立了三基阵定位系统,对空中炸点进行定位。立体五元阵能去除声速的影响,具有良好的方位角和俯仰角测量精度,将各个子站方向线在中心站进行数据融合得到空中炸点的位置。三基阵孔径与最佳定位高度关系的仿真结果表明最佳定位高度约是三基阵孔径的1/3.已开展的实验计算结果显示该系统定距相对误差小于3%,定距精度比单基阵有较大提高。     

地波探测炮弹落炸点坐标研究

根据目前炮兵声测系统存在定位精度低且比较笨重等突出问题，提出了一种利用声传感器阵测量时延定位的新系统，以适应作战需求。着重建立了测量时延的五元阵模型，并与传统的四元十字阵模型进行了比较，分析比较了两种模型的定位精度，及采用五元阵定位的精度优势，五元立体阵定向性能优于四元十字阵，克服了四元十字阵由方位角不确定度引起的系统误差。所设计的定位模型定位精度高，满足了定位精度的要求。     

水声信息系统仿真软件构架模型

水声信息系统仿真是研究声纳及其水下作战效能的重要工具。针对仿真软件系统的复杂性与开放性的特点,分析了利用面向对象的方法建立其软件构架模型的意义,并介绍了软件构架建模过程和表示方法。根据仿真系统功能需求和海洋声信息环境特点,采用面向对象方法,提出了仿真软件系统的逻辑构架。由用例视图描述需求,逻辑视图描述逻辑构架。通过分层与包的分解,将仿真软件从逻辑上划分成松耦合的多个组成部分,以便于系统维护。设计模式的运用,使得仿真软件具有很好的重用性和扩展性。基于构架模型,实现了由多目标与多声纳构成的水声信息仿真系统。实践表明,该构架模型满足开放性与复杂性系统的仿真要求。     

Pekeris波导中矢量水听器定向性能分析

推导并分析了Pekeris波导中单频点源在远场条件下的复声强。研究结果表明，在Pekeris波导中，每号筒正波模式对应的瞬时声强是2幅值相等、原点处相位差为兀的上下行平面波在介质空间中传播形成的瞬时能量分布；各号简正波的相互干涉作用使得水平方向上同时存在有功声强和无功声强；垂直方向上，各号筒正波自身存在声能流对消现象，但彼此的相互干涉作用导致有功声强不为零。单个三维矢量水听器在Pekeris波导中利用平均声强法无法确定辐射连续单频信号的点源俯仰角。最后通过声场计算程序进行仿真。     

噪声干扰器最佳布放位置与深度研究

基于简正波理论,利用宽带信号的频域分解与合成求解噪声信号的传播问题。在给定的战场态势和海洋环境下,研究了噪声干扰器的对潜开角、对潜距离、布放深度参量对干扰效果的影响,得到了在远场条件下,噪声干扰器的布放深度对干扰效果的影响要大于其对潜距离的影响结论。而在之前的研究中深度参量的影响一直是被忽略的。在此基础上,通过进一步计算得到了噪声干扰器的最佳布放位置和深度。     

三维运动声阵列对双点声源角跟踪指向性能研究

为了研究三维运动声阵列对真实目标在双点声源干扰下的二维角跟踪指向问题,分析了多点声源干扰的基本原理,建立了运动声阵列在双点声源下的角度跟踪指向性能数学模型;根据干扰目标与跟踪目标的声信号特性差异,分析了运动声阵列抗点声源干扰时的角度跟踪性能,得到了运动声阵列角度跟踪指向与干扰因素之间的关系;基于等功率双点声源辐射的假设下,建立了运动声阵列抗点声源干扰的角度跟踪指向评价指标,为进一步研究运动声阵列对多源声目标跟踪理论奠定了基础。     

基于自适应Notch滤波器的矢量阵多目标分辨研究

为解决水下小平台上的多目标分辨问题,提出了一种基于自适应Notch滤波器的矢量阵波束形成方法.给出了矢量阵自适应Notch滤波器波束形成原理与波束图分析,利用自适应Notch滤波器的频率选择与矢量阵空间指向性,实现了多个目标的检测与分辨.理论分析与计算机仿真表明,该方法的多目标分辨性能优于矢量阵常规波束形成方法.     

一种改进的正交变换域水声信道盲均衡算法研究

针对常数模算法(CMA)收敛速度慢的缺点，将均衡器输入信号进行正交变换，实现正交变换域盲均衡。同时，引入均衡器输出星座匹配误差(CME)项，提出一种改进的正交变换域信道盲均衡算法(MTDCMA)．水声信道仿真结果表明：与常规常数模算法(CMA)及传统的基于正交变换的常数模盲均衡算法(TDCMA)相比，在同样的剩余码间干扰条件下，新算法具有更快的收敛速度。