经纬仪测试场景仿真系统研究

虚拟测试场景的可视化仿真是经纬仪室内性能测试的重要手段,构建了虚拟测试场景仿真系统总体结构,该系统主要为虚拟测试提供三维虚拟场景和场景仿真图像.论述了虚拟场景仿真中基于目标运动特征的轨迹、姿态建模方法及背景云图模拟技术,图像仿真时目标姿态扰动模拟、灰度模拟及目标、背景图像实时合成等关键技术.采用VC++和OpenGL,开发了经纬仪虚拟测试场景仿真系统,应用表明,生成的三维场景、合成出的目标、背景图像及数据有效满足了经纬仪相关性能的测试需求.     

实时动态场景生成

利用三维建模软件对目标和光电跟踪测量系统等实物建立三维模型,把捕获系统实时获取的目标状态信息和光电跟踪测量系统运行信息通过网络实时传送给场景生成计算机,场景生成计算机利用这些数据信息驱动三维模型,从而实时模拟目标与光电跟踪测量系统的运行状态。该系统可为指挥控制人员的决策提供更直观、简便的帮助。     

可编程动态靶标参数设计

靶标跟踪测量的技术状态由动态靶标的参数确定,对于不同型号的光电测量设备,其跟踪性能指标是不一样的,也就决定了靶标的参数是不同的.为了方便的确定动态靶标的参数,本文提出了一种通过建立可编程动态靶标的仿真模型来确定靶标参数的方法,并在某型号测量设备的实际检测中进行了验证,利用仿真模型确定的该组靶标参数产生的模拟目标完全能够满足光电经纬仪精度指标的检测要求.     

用BP网的跟踪误差辨识建模及跟踪性能评价

提出了一种评价光电经纬仪跟踪性能的新方法.该方法采用BP网络结构进行系统辨识,得到光电经纬仪跟踪误差等效模型.为了提高BP网络训练速度,对网络进行训练时采用了LM(Levenberg-Marquardt)算法.将等效正弦信号输入等效模型中,通过对输出数据进行处理,即可获得光电经纬仪跟踪性能评价结果.利用该方法得到的等效模型估计误差均值2.587 2e-006°≈°,最大误差3.6",标准差1.6".结果表明基于BP网络辨识的等效模型能够满足跟踪性能评价要求,实现了对光电经纬仪跟踪性能进行准确评价.     

激光跟踪仪测角精度评定方法

本文以Leica AT901＿B激光跟踪仪为测试仪器,进行测角精度的评定研究。由于缺乏严密的角度检校标准,本文参考经纬仪／全站仪系统检校规范,提出以常规的角度检校模型为基础,采用全圆方向观测法获取数据,通过坐标反算观测值来计算系统轴系误差2C值和I角误差,并通过最小二乘平差原理解算系统水平角误差和垂直角误差。该方法基于严密的经纬仪／全站仪角度检校模型,真实地反映了激光跟踪仪的轴系误差和测角精度。通过数据的平差解算,求得AT901＿B的水平和垂直测角精度分别为0．54″和0．52″,由此评定出AT901＿B激光跟踪仪的实测精度符合其标称精度。     

提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的一种方法

考虑到系统稳定性，光电经纬仪跟踪伺服系统一般设计成Ⅰ型系统。Ⅰ型系统存在速度、加速度动态滞后误差。动态滞后误差的大小不但与跟踪系统有关，还与目标运动特性有关。在跟踪快速运动目标时，会因速度、加速度动态误差的增大，导致目标脱离视场，丢失目标。因此提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力，一直是光电跟踪伺服系统努力的方向。本文给出了一种提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力的方法：动态1 Ⅰ控制法，并利用SIMULINK建立了跟踪伺服系统动态1 Ⅰ控制法仿真模型。仿真结果表明动态1 Ⅰ控制法是一种提高光电经纬仪踊跃快速运动目标能力的有效方法。     

基于最小二乘估计的多站交会方法

在多台电视经纬仪组成的测量网络中,为了提高目标的捕获、跟踪能力,减少交会模型切换带来的引导数据的波动,提出一种基于最小二乘估计的多站交会方法.该方法根据电视经纬仪实时跟踪被测目标时的几何关系,利用电视经纬仪的站点位置和实时获得的目标测角信息,对于每台电视经纬仪都构造两个垂直相交于其测量方向线的平面,再用最小二乘原理估计被测目标的空间坐标.在两台电视经纬仪实时交会时,异面交会法是该方法的特例,于是证明该方法是有效的.仿真试验结果表明,与异面交会法相比,此方法产生的引导数据平滑、无波动,二者的定位误差均小于0.18 m,能满足电视经纬仪多站交会定位的要求.     

多基天波超视距雷达目标参数测试技术

为实现对远距离海面运动目标参数的动态测试,提出基于电离层介质电磁波传播特性、微弱信号探测技术的天波超视距雷达系统。采用多基天波超视距雷达系统的设计方案,建立超视距海面运动目标的速度、速度方向参数的量测数学模型,并对系统软件主程序流程进行设计。最后进行试验,实时处理跟踪海面目标数据并解算得到目标的速度及其方向角等参数,给出试验中目标参数量测数据与真实数据之间的相对误差。结果表明:此天波雷达系统目标参数量测模型能够有效地对超视距海面慢运动目标进行实时参数测试,具有准确性与实用性。     

目标联合状态类型密度表示的跟踪门技术

大多数传统的跟踪门技术仅使用目标的运动学量测信息,在多目标、多杂波跟踪场景中会导致较大的关联不确定性。考虑到属性传感器可以获取目标的类型信息,提出了基于目标联合状态类型概率密度的跟踪门方法。首先给出目标状态与类型的联合概率密度表示,从而导出以类为条件的跟踪门构建方法。为了适用于实时的非线性跟踪系统,门限的计算采用了基于仿真的算法。场景 1显示如果目标的量测预测密度为偏斜函数时,基于仿真的门限算法可以获得最优的跟踪门;场景 2为地面编队目标的跟踪过程。与使用传统的跟踪门相比,以类为条件的跟踪门技术在很大程度上提高了目标量测到航迹的关联率。     

光电经纬仪跟踪目标运动参数的一种确定方法

获取跟踪目标的运动速度、加速度可以预测目标后续的空间位置,对经纬仪持续捕获目标和地面武器系统攻击参数的确定具有重要的现实意义.在分析经纬仪跟踪空中目标原理的基础上,应用最小二乘曲线拟合法,建立目标在X,Y,Z方向的实时运动曲线方程,进而得到目标3个方向的速度、加速度与时间的函数关系,运用矢量运算确定了目标的瞬时速度、加速度参数.仿真了两台光电经纬仪交汇跟踪目标的跃升机动飞行,验证了上述方法的正确性.     

反馈信息数据融合算法在实时数据处理中的应用

本文研究分析了融合无反馈信息雷测设备局部状态估计,引入了反馈数据信息的光测设备目标局部状态估计获得目标融合航迹的算法,并通过在光测和雷测设备实时数据融合处理中的试验验证,证明了该算法可有效改善目标跟踪精度,减小系统的动态误差.     

卡尔曼滤波器在光电经纬仪中的应用

为了解决光电经纬仪电视跟踪系统脱靶量滞后对控制系统跟踪精度及稳定性的影响，将预测滤波技术应用到光电跟踪系统中，提出了极坐标下卡尔曼滤波算法，目标模型采用等速运动并附有时间相关的随机加速度，增加了延时补偿。仿真结果表明，跟踪误差减小，当跟踪目标从视场消失时，控制系统按照预测的目标信息跟踪。     

预测滤波技术在光电经纬仪中的应用仿真

在光电经纬仪中，电视或红外脱靶量的滞后对控制系统的稳定性和跟踪精度都有较大的影响。根据跟踪控制系统实时性和精度要求，设计了两种预测滤波器，卡尔曼滤波器和有限记忆平滑滤波器，并模拟光电经纬 仪实际工作的几种情况，进行了仿。仿真结果表明，预测滤波技术能有效地增加控制系统的相角稳定裕度，改善控制系统的性能。     

纯角度跟踪的球面坐标降维算法

从解决目标跟踪中的非线性问题入手,分析了不同的解决方法,并结合地面红外搜索跟踪（IRST）系统单独使用时的实际特点,提出了球面坐标降维模型,给出了相应的目标纯角度跟踪算法。目标状态方程和量测方程得到了简化。最后进行了目标跟踪的仿真试验,结果表明这种纯角度跟踪算法具有很好的性能。     

雷达与经纬仪的联合定位方法

在测距雷达与经纬仪组成的测量网络中,为了提高目标的跟踪定位能力和获取更多的弹道数据,提出了雷达与经纬仪的联合定位方法.根据雷达与经纬仪实时跟踪目标时的几何关系,推导出目标定位的计算公式.将经纬仪的测角信息和雷达测距信息进行数据融合,得到目标相对于经纬仪的距离,进而确定目标的三维位置信息.分析了定位误差的主要来源,明确了该方法的适用范围.在雷达与经纬仪跟踪远距离目标过程中加以应用.结果表明,雷达与经纬仪间的测量基线越小,该方法的定位误差越接近雷达的测距误差.     

基于并行计算的三自由度并联机床动力学解析模型

基于运动学分析、凯恩动力学方程和数字-符号方法,建立了三自由度并联机床的动力学解析模型.将广义坐标、构件的质量和转动惯量处理为符号量.将动力学模型矩阵的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解驱动力的问题,由计算机自动生成动力学模型矩阵中的各元素的实时代码.文中引入了一种新的标量矩阵与矢量矩阵的乘法运算,研究了广义坐标和构件的质量对驱动力的影响规律.构造了动力学解析模型的并行算法,节省了计算时间.给出了动力学模型矩阵元素的实时代码生成和驱动力矩与参数关系的具体数值实例.     

光电经纬仪旋转靶标特性对目标跟踪的影响

旋转靶标是一种室内检测光电经纬仪跟踪性能的常用设备.本文介绍了旋转靶标的基本组成结构和影响靶标运动特性(方位俯仰角速度、角加速度)的基本参数,应用球面三角几何建立了旋转靶标的方位俯仰角坐标方程.依据方位俯仰角坐标方程分析靶标的特性参数对靶标运动特性的影响,说明旋转靶标存在运动特性与实际跟踪目标特性不一致的问题,得出应用...