平流层飞艇载SIAR雷达系统探测能力分析

提出了一种临近空间预警监视系统——平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达(SIAR)系统,它采用综合脉冲孔径雷达体制,不仅能够实现对临近空间目标的预警监视,还具备较强的低空探测能力和反隐身能力,论证了平流层飞艇载SIAR系统的探测能力.     

基于圆阵天线的飞艇载外辐射源雷达研究

针对有源雷达体积和质量大以及功率高难以用于平流层飞艇的问题,提出了基于米波圆阵天线的飞艇载外辐射源雷达系统,它具有体积小、质量轻、功率低的优势,而且抗干扰能力、抗反辐射导弹能力强,是平流层飞艇预警监视系统的理想探测手段。同时,从技术体制、探测范围、探测精度等方面进行了分析和仿真验证,论证了该雷达系统的科学性和可用性。     

多雷达空间目标协同探测任务规划研究

针对空间目标监视存在各传感器资源相互独立,预警资源得不到有效利用,导致空间目标探测时长不够、探测精度低等问题,提出了一种多雷达空间目标协同探测的任务规划方法,综合利用多个雷达传感器资源对空间目标进行协同探测,最终达到在短时间内累积足够的多圈有效探测数据进行协同探测的目的。文中通过对任务目标分析、资源编组、可探测性分析、弧段筛选分配等关键性技术进行分析,具体阐述了解决问题的方法。该任务规划方法在解决上述空间目标探测问题的同时可以大大节省雷达资源。     

舰载多传感器协同探测资源调度模型

随着海战场环境的日趋复杂,传统的分立传感器独立使用已经很难满足作战使用需求,多传感器协同探测成为解决问题的重要途径和研究热点。针对上述问题,规划了多传感器担负搜索发现、目标识别和跟踪制导任务时的基本协同策略,建立了多传感器协同探测资源调度模型,确定了资源调度主要原则,给出了算法实现的基本步骤,并结合一种典型预警探测任务进行了仿真计算,计算结果证明了所建模型的合理性与适用性。该模型对于提高舰载预警探测系统体系作战能力有着重要意义。     

预警探测系统资源调配技术设计与研究

以弹道导弹目标预警探测为背景,立足于解决预警探测系统下调配技术问题,对预警资源调配技术的业务流程、功能组成及关键技术进行了设计与研究,提出了基于对预警雷达的任务执行状态、重点目标探测状态、预警雷达资源分布状态实时监控及异常判定,同步生成相应调配策略的方法,达到了提升系统内多传感器探测效能、合理化分配重点目标的目的,该技术方法已通过实装验证并成功应用于实际系统。     

平流层飞艇载雷达系统作战运用分析

临近空间的战略意义日益突出,临近空间飞行器研发也引起了各国的兴趣。类似于地基情报雷达系统可以实现对航空领域的探测一样,基于平流层的飞艇载雷达不仅对临近空间飞行器具有一定的探测能力,而且平流层飞艇载雷达系统还可以通过平台优势实现对低空领域的早期预警。文中通过对比分析平流层飞艇载雷达系统的作战优势,阐述了该雷达系统的几种作战运用方式,重点分析了对抗临近空间目标和低空突防目标的作战运用方法。     

基于临近空间的目标探测及宽带通信

临近空间是未来军事装备体系发展的一个重要领域。在区域性应用中具有组网灵活、快速机动、定点不间断持续侦察和性价比高等优势。介绍了国内外对临近空间及临近空间飞行器的开发和研制情况,给出了基于临近空间的目标探测模式。通过论述平流层通讯体制,探讨了利用宽带数据链和多数据链融合技术构建临近空间传感器网络以支持协同探测的技术途径。     

平流层通信技术在军事上应用的研究

将平流层雷达与地基雷达、机载雷达及卫星雷达进行比较,描述了平流层雷达的特点,完成平流层雷达系统总体设计.将已有的雷达技术移植到平流层雷达系统,着重在以下几方面进行深入的技术探讨:平流层雷达成像技术、探测技术、跟踪和航迹预测和组网技术等.     

平流层飞艇平台光电侦察系统关键技术

平流层飞艇平台运行在距地面20km的高度,能够长期定点悬浮或者机动巡航,是一个良好的预警、监视、跟踪平台,光电侦察系统是未来平流层飞艇监视侦察装备的核心。简述了平流层遥感相对飞机平台和卫星平台的优点,根据平流层平台的特点,分析了平流层光电探测系统相对飞机平台光电系统在探测距离方面的优势。结合国外典型的光电侦察系统现状,介绍了光电侦察系统的组成和工作原理,并在现有光电侦察系统的基础上,对未来平流层平台光电侦察系统的关键技术进行了研究,给出了相应解决方案,可以为未来平流层光电侦察系统的设计方案提供参考。     

平流层飞艇预警探测技术进展及应用展望

分析了平流层飞艇预警探测系统总体集成、飞艇平台及任务载荷涉及的关键技术,总结了国外典型平流层飞艇预警监视项目的研制和试验进展情况。针对平流层飞艇预警探测系统的特点,提出了其基本组成和作战使命任务。最后,对并对其发展趋势进行了展望。     

基于轨迹线性化方法的飞艇姿态控制研究

平流层飞艇在靠浮力升空的过程中,需要对其进行姿态稳定控制.针对飞艇的姿态控制系统的非线性、不确定性和多输入多输出特性,给出了基于轨迹线性化的飞艇姿态控制方法.根据奇异摄动理论,将飞艇姿态系统分成内、外两个回路,依据轨迹线性化方法(TLC)分别设计了内回路控制器和外回路控制器;最后,对所设计的飞艇姿态稳定控制器进行了数字仿真验证.仿真结果表明:即使在控制系统参数存在不确定性的条件下,仍可在所设计的闭环系统中实现飞艇姿态的稳定控制.     

Development of Korean High Altitude Platform Systems

A 10-year program to develop a stratospheric airship for telecommunication relays and ground observations at 20 km altitude has started in December 2000. The program consists of 3 Phases. In 1st Phase, a 50 m unmanned airship will be developed with basic research for stratospheric airship to secure technologies required for 2nd Phase development. During the 2nd Phase development, a prototype stratospheric airship will be launched for station keeping at 20 km. The 2nd Phase development plan will take concrete shape based on the result of the 1st Phase. Then, stratospheric airship will be commercialized through 3rd Phase development. KARI, Korea Aerospace Research Institute, has been developing a 50 m unmanned airship system as its 1st Phase Program during last 3 years. KARI finished design of the system, manufacturing of components and sub-systems, tests of components and sub-systems, and total system check for flight test. KARI’s general plan and approach for developing stratospheric airship are described in this paper. The characteristics of KARI’s 50 m unmanned airship system are briefly introduced with ground and flight test results. Also, some activities for the 2nd phase are described.     

滑模变结构控制在平流层飞艇姿态控制中的应用

为了较好地控制平流层飞艇的姿态,将滑模变结构控制方法和PID控制方法应用于平流层飞艇的姿态控制设计中,该飞艇模型具有参数静不稳定性。首先,以平流层飞艇平台为研究对象,建立了飞艇的六自由度线性动力学方程。然后,结合滑模变结构控制律和经典控制方法,设计了飞艇姿态控制的滑模控制器和PID控制器。最后,通过数据仿真,得出了较好的姿态控制效果,并对两种控制方法进行了对比分析。仿真结果表明,滑模变结构控制可以作为平流层飞艇平台姿态控制的研究方法,能够较好地控制飞艇的姿态。     

平流层飞艇晃动对艇载雷达回波影响的分析

平流层飞艇载雷达系统较之地基雷达针对临近空间目标更具探测优势,但也存雷达探测性能受飞艇运动影响的问题,须结合飞艇的运动特点分析艇载雷达的回波形式。对此,本文从艇载雷达天线阵元的速度差别入手,分别建立了艇载雷达天线阵元的运动计算模型和艇载雷达回波计算模型。根据建立的模型,分析了飞艇晃动对雷达信号的影响,计算了不同因素对天线阵元速度的影响,并分别在天线阵元速度差别最大和最小的情形下进行了回波仿真,结果显示:在飞艇运动状态下,艇载雷达探测效果随目标距离增加而下降,但在不同的探测方向上下降程度是不同的。      

平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达系统研究

常规战术预警系统主要用于对空探测,战略预警系统主要用于对天探测,空、天之间的临近空间探测几乎处于空白状态。为了解决临近空间目标探测问题,提出以平流层飞艇为平台将综合脉冲孔径雷达(SIAR)升空,建设平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达系统。分析了综合脉冲孔径雷达升空的优势,进行了初步的系统设计。计算与仿真表明,平流层飞艇载综合脉冲孔径雷达系统不仅可以完成临近空间目标探测任务,而且还具有很好的低空、超低空目标探测能力。     

高空飞艇系统总体设计优化初探

由于平流层苛刻的环境条件制约,高空飞艇系统总体顶层设计完全不同于中低空飞艇的设计理念。根据平流层环境条件从系统顶层设计角度提出了高空飞艇系统总体设计中的能量平衡、热平衡和重量平衡三个平衡设计概念。指出三个平衡是高空飞艇优化设计的总纲,并根据三个平衡设计概念提出了高空飞艇系统总体设计优化的8个主要研究内容。     

平流层飞艇特征结构配置增稳设计

对飞艇非线性六自由度模型进行线性化,得到了飞艇的状态方程,并将其分为纵向和侧向两组.以飞艇非线性模型为基础对飞艇自然特性进行了分析,对飞艇的纵向运动及侧向运动的稳定性进行了分析仿真.运用基于线性矩阵不等式（LMI）的特征结构配置方法对平流层飞艇进行增稳控制律设计,不仅实现了特征值的配置,同时确定闭环系统特征值对应的特征向量和广义特征向量.     

艇载共形稀疏阵列天线雷达成像研究

基于平流层飞艇平台,研究了共形稀疏阵列天线雷达对静止目标成像及对运动目标探测的问题。针对三叶玫瑰线艇身模型,提出了共形稀疏阵列天线的布阵方式。雷达采用实孔径方式成像,各子阵同时发射多脉冲频分正交信号。利用各子阵多发多收的回波信号,采用后向投影(BP)算法完成各子带信号对静止目标的成像处理,再将子带信号成像结果相参累加以提高静止目标成像的距离向分辨率;将各子阵一发多收的多脉冲回波信号变换到距离-多普勒域,完成静止杂波抑制,对各子带信号采用压缩感知(CS)的方法在二维空间实现对运动目标图像的重建,再将子带信号重建结果非相参累加以提高运动目标探测的信噪比。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

平流层飞艇对GPS接收机的干扰优势

为解决地面干扰衰减严重、干扰效果不理想的问题,提出了将干扰机置于平流层飞艇的思想。在对GPS伪距测量精度分析的基础上,推导了干扰位置与GPS接收机接收到的干扰功率之间的关系,得到了不同干扰位置下伪距测量方差的数学模型。在给定GPS伪距测量误差的前提下,仿真分析了干扰平台高度与干扰效果之间的关系,结果验证了平流层飞艇载干扰器的高度优势。