某种飞行器运动学轨迹建模与仿真

针对大型联合作战仿真系统需求,建立某种飞行器运动学仿真轨迹模型。讨论了射击诸元(射击方位角、俯仰程序角、初始装订参数等)的确定方法,建立了在射击平面上的飞行器主动段运动学方程组和末速修正飞行段的关机方程,推导出由平台误差分离系数到飞行器飞行主动段终点偏差的误差传递关系,然后利用椭圆轨迹理论将主动段终点偏差折算为落点偏差,并完成了轨迹数据由发射坐标系向地心大地直角坐标系的转换关系模型。仿真计算结果与飞行试验数据比对一致性好,证实了该方法的可行性。     

任意大地高约束下的弹道飞行器自由段解析解

在正交分解法的基础上,导出了弹下点大地纬度的迭代计算公式,进而将再入点或落点大地高引入到地心距的计算中,提出了一种弹道飞行器自由段的大地高约束解析解。数值仿真分析表明,该解析方法计算效率较高,位置偏差小于50 m,满足弹道计算、制导及轨道预测等应用需求。     

剩余飞行时间估计改进算法研究

针对末制导中剩余飞行时间估计算法误差较大,致使制导精度偏低的问题,提出速度弹道轨迹法和弹目视线平均速度法以精确估计剩余飞行时间。速度弹道轨迹法是通过对速度通过的弹道轨迹进行分割积分计算来求解剩余飞行时间;弹目视线平均速度法是在弹目视线上实时计算平均速度的方法来求解剩余飞行时间。将其应用于多约束条件下的飞行器最优末制导律中,仿真结果表明新算法具有很高的估计精度。     

飞行器往复式滑翔延时弹道特性

为进一步延长侦察类巡航导弹的飞行时间,提出一种新型亚音速往复式滑翔盘旋弹道方案,并分析该弹道方案的延时效率及其特性。通过计算流体力学数值风洞获取飞行器的气动参数,采用4阶Adams-Moulton算法数值求解飞行器的弹道控制方程组,对比分析水平盘旋和往复式滑翔盘旋弹道方案的飞行时间差异,进一步分析飞行器的初始速度和初始弹道倾角对往复式滑翔盘旋弹道飞行时间的影响。结果表明：飞行器往复式滑翔延时弹道方案可以延长飞行时间,相对于水平盘旋弹道最优工况延时效率可达到14.79%;在飞行器往复式滑翔盘旋弹道实现的前提下,飞行器的初始速度和初始弹道倾角对往复式滑翔盘旋弹道的飞行时间影响不大。     

空射近空间飞行器助推弹道规划方法

为研究空射近空间飞行器低弹道快速入轨弹道规划问题,将空射近空间飞行器助推弹道分为投放段、一级飞行段、无动力滑行段、二级飞行段。一级飞行段采用最大可用过载快速拉起; 二级飞行段纵向剖面采用基于分段多项式的参数化控制方法,二级飞行段横向剖面设计了基于三角函数的参数化能量管理; 形成了多段多约束参数化助推弹道规划模型,采用改进粒子群算法对该问题进行求解。仿真结果表明:规划弹道满足过载、控制及分离等各类约束条件; 该方法具有很高的求解精度和较快的求解速度,能获得满足不同交班需求的参考弹道。     

基于注意力机制的高超声速飞行器LSTM智能轨迹预测

临近空间高超声速飞行器具有非惯性轨迹形式和大范围、强机动的突防能力,对目标飞行轨迹的准确预测能够为反导拦截系统有效拦截提供有力技术支持。针对高超声速飞行器的滑翔式和跳跃式飞行轨迹预测问题,提出一种基于注意力机制的Seq2Seq轨迹预测模型,利用LSTM网络设计编码器和解码器,同时利用注意力机制提取的信息进行解码预测。该网络以目标轨迹的位置、速度、弹道倾角和攻角六维特征序列作为输入网络,网络输出为未来一段时间内的连续轨迹序列,利用弹道仿真模型获得的目标飞行器轨迹数据作为训练集对网络进行训练与优化。实验结果表明,该网络能够对高超声速飞行器的多种飞行轨迹进行有效的轨迹预测,预测误差小,能够为反导拦截系统提供有利参考。     

低能耗临近空间飞行器的力学分析与配平

对一种利用高空风的风速差控制飞行轨迹的新型低能耗临近空间飞行器，进行了力学分析与配平计算。分析了这种临近空间飞行器的飞行原理，设定了飞行器参数。针对这种飞行器的各组成部分的力学特性不同和与周围空气相对速度差别大的特性，对各组成部分分别进行了受力分析，建立了力学平衡方程组，其中在三维空间里用分段分析的方法对缆绳进行了分析。利用迭代运算的方法，对各组件方程组的集合进行了联立配平计算，绘出了缆绳的空间分布图。计算结果表明，该飞行器利用平流层风速的差异，可以达到轨迹控制的目的，从而极大地节省了能量。     

使用光测设备确定飞行器位置的一种算法

针对用2部光测设备跟踪测量飞行器主动段飞行过程的情况,在已知测量设备所处点经纬度、目标视线方位角和高低角的条件下,根据使两条目标视线之间距离最小的准则,介绍推导了一种在地心坐标系内确定飞行器质心位置的算法,给出了转换到地理坐标系内坐标的算法.     

多约束条件下的升力滑翔式再入轨迹优化

结合多约束再入飞行任务,以升力式再入飞行器为研究对象,给出完整的弹道优化模型,研究弹道优化数值解法,并采用高斯伪谱法进行求解计算,得到满足相应约束条件的再入飞行轨迹。仿真结果表明,高斯伪谱法能够求解此类多约束飞行轨迹优化设计问题,并具有较好的效果。     

某型导弹飞行轨迹的仿真

结合导弹在不同时刻的速度记录数据，提出了一种不同于求解弹道方程的算法来模拟计算导弹飞行轨迹，计算结果表明，该算法具有计算效率高、弹道精度高等特性，能够很好地满足该型导弹的仿真需求，     

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换,采用WGS-84地心坐标系.其基本参数包括椭球体长/短半轴和体扁率、地球引力常数及自转角速度等.该算法无需迭代,即可由大地直角坐标直接求出地理坐标.其算例只考虑经纬度二维情况可满足精度要求,并提高数据处理效率.     

基于天球坐标系的异型传感器量测数据分维融合方法

基于天球坐标系的异型传感器量测数据分维融合方法是将三坐标雷达的量测分解为天球坐标与地心距离2部分，并在天球坐标系下对三坐标雷达和两坐标雷达的量测进行相关和融合处理，而后将系统航迹的天球坐标与三坐标雷达分解的地心距离联合，得出在大地直角坐标中的系统航迹的对空情报雷达网数据分维融合处理方法。仿真试验显示，该方法能够达到良好的位置关联概率和融合效果。     

上面级多星部署的轨道设计研究

以部署4颗中高地球轨道(MEO)卫星为例,对上面级多星部署的轨道设计方法进行研究.首先采用冲量变轨的方法进行上面级多星部署策略研究,并选择了最省能量的多星部署方案;然后通过坐标转换,在轨道坐标系中,用数值计算的方法对选定的上面级多星部署方案进行详细的轨道设计.     

无人机对目标的大地定位

阐述了无人机对地面目标的定位过程, 并详细介绍了目标从无人机坐标系到大地坐标系的坐标变换, 实现了无人机对目标大地定位的坐标解算.     

超小型无人机GPS导航中的坐标转换

超小型无人机GPS导航中,用简化高次项的高斯投影正算法将WGS-84大地坐标投影变换为高斯平面坐标,通过投影变换及在投影面上转换坐标实现坐标转换.并用相似变换法将GPS接收到的WGS-84大地经纬度高斯投影后强制转换统一,以实现坐标匹配.此算法可满足超小型无人机机载GPS导航和实时监控系统的精度要求.     

地心直角坐标到大地坐标常用转换算法的分析与比较

在靶场试验任务中,经常要用到地心直角坐标到大地坐标的转换算法。总结了几种常用算法，并使用实例数据对各个算法的复杂度和精度进行了分析、比较，其结论对试验任务中算法的选择具有实际的指导意义。     

行进间火炮指向稳定跟踪系统建模与控制

为使行进间火炮指向具备高射角条件下的稳定跟踪能力,提出了一种采用捷联惯性导航系统（SINS）测量火炮身管轴线指向,同时测量火炮身管运动角速率,完成火炮在大地坐标系下的稳定跟踪控制方法。稳定系统采用传统的三环控制,将系统的位置环和速度稳定环的主令和反馈都统一至大地坐标系下,SINS作为系统的位置环反馈,其航向和姿态测量值基于大地坐标系下完成解算。将安装在火炮上的SINS陀螺组测量值转换至大地坐标系下的火炮方位回转角速率和高低俯仰角速率,并乘以各自传动机构的传动比后,作为速率稳定环的反馈,实现速率稳定控制。考虑炮塔、火炮回转中心与重心不重合、载体处于六自由度运动状态等因素,采用Lagrange方法建立火炮、炮塔与载体之间动力学耦合模型,结合SINS测量模型、双电机拖动和电机伺服系统控制模型,对该控制方案进行了仿真验证。验证结果表明,火炮指向稳定跟踪系统实现方位和高低两个通道独立控制,使火炮指向在高角下保持高精度的稳定控制,在一定射角范围内具有良好跟踪性能,能够克服较宽频带载体姿态干扰,明显优于传统高炮位置解算式稳定。     

一种测试弹丸落炸点的数学模型

为了解决弹丸落炸点坐标的实时、动态和精确测试，分析和推导了光学交汇法的数学模型。首先根据弹丸着地前某时刻通过两台面阵CCD时分别在各自像片坐标系上所成像的像点坐标，经过坐标系转换得到其大地坐标系下空间坐标，再推导出各自像点和物镜焦点所在的直线方程，由预先给定的两条直线公垂线长度门限值对像点进行取舍判断，计算出这两条直线的近似交点即为该时刻弹丸空间点坐标。从而为模拟弹丸着地前弹道运动轨迹、求解弹丸落炸点坐标建立了基础。经过靶场试验验证，该测试方法更适用于远程和大口径火炮弹丸终端参数的测试。     

差分GPS定位系统在常规兵器试验基地中的应用

论述了差分 GPS定位系统的工作原理 ,以及 GPS系统使用的大地坐标与大地测量使用的平面直角坐标的换算原理和使用于电算的计算公式。并介绍了采用一种较低成本的差分 GPS定位系统在常规兵器试验基地进行场点大地测量的实用方法。