方位俯仰跟踪框架下的角偏差无奇点修正方法

分析回顾了雷达工程中,当前通用的方位俯仰极坐标框架下,无线电雷达跟踪测量系统角偏差正割补偿修正方法的由来及其局限性;提出了跟踪指向坐标系的定义。利用坐标转换原理给出了一种简便易行的偏差无奇点精确修正推导新方法,并证明了新方法与通用的基于立体几何推理方法的等价性,同时分析了新方法在雷达轴系偏差修正中的典型应用及其对系统跟踪测量精度的影响。对于89°仰角、方位俯仰角偏差均为3 mrad的情形,正割补偿修正法指向计算存在6 759.2″ 的方位角误差和63.5″的俯仰误差。新的推理方法有利于极坐标框架下的空间目标高精度跟踪与测量,尤其是高仰角过顶跟踪性能、指向精度和跟踪数据利用率的提高。     

应用分块三次多项式的导引头测角精度标定

为减小和消除零件机械加工、装调及传感器误差等对某激光捷联导引头测角精度的影响,提出应用分块三次多项式的导引头测角误差标定方法。根据各项系统误差特点,同时考虑实验过程中随机误差对标定的影响,采用分块三次多项式分别建立探测器输出俯仰角、偏航角到实际指向矢量俯仰角、偏航角的映射关系,实现了测角误差标定。研究结果表明：标定后俯仰角和偏航角误差均值分别由原来的0.136 0°、0.336 4°降至0.004 7°、0.001 5°,标准差也分别由原来的0.382 0°、 0.375 2°降至0.026 9°、0.022 7°;该标定方法在导引头工作视场内具有较高的精度和良好的一致性,且避免了构造复杂的数学模型进行参数识别,简便易行,可推广至类似系统的误差标定工作中。     

归心改正理论在外弹道数据处理中的应用

从试验任务对外弹道数据处理的实际需要出发,引入了经典大地测量中测站点归心改正理论,对测量设备的方位角、俯仰角修正方法进行了论证,运用误差传播定律对处理精度进行了定量分析.仿真数据处理结果表明,航路捷径段中方位角、俯仰角的计算精度有显著提高.     

基于转换坐标卡尔曼滤波算法的目标跟踪

在三维空间中推导转换坐标卡尔曼滤波算法.先设一传感器位于坐标原点,导出目标测量方程及三维传感器测量误差方差.再假设目标相对于传感器的斜距、俯仰角及方位角在一定位置,根据公式求得三者关系,然后将传感器对目标的测量值转换到直角坐标系,得到传感器的斜距误差俯仰角误差和方位角误差均相互独立,均值为零.最后经转换,得到测量和真实值间的误差.仿真表明,该算法收敛迅速,精度较高,具有良好的跟踪性能.     

车载光电经纬仪基准平面测角误差修正

为了提高车载光电经纬仪的测角精度,提出了由基准平面误差导致测角误差的修正方法。根据车载光电经纬仪基准平面的结构,分析了基准平面的误差组成。基于光电经纬仪的基座上安装相互垂直的两个水平传感器,推导了根据水平传感器测得的倾角计算出整个基准平面的倾角和最大倾斜方向的计算公式。使用球面坐标系分析了由基准平面误差而产生的测角误差并给出了修正公式。实际跟踪测量表明,采用此方法进行测角误差修正效果较好,最大方位角修正角度误差在5’左右,最大俯仰角的修正误差为2′左右。     

六元阵对水下目标定位的误差分析

定向精度是被动声纳系统的重要技术指标.建立六元阵模型,从理论上推导方位角、俯仰角及距离的误差公式.针对这种阵列的误差进行分析与仿真,最后,从仿真结果来分析该模型的定位性能.     

石英加速度计二次项误差系数显著性分析

在捷联系统中广泛使用的石英加速度计误差模型大多采用的是低阶误差模型,为进一步提高加速度计测量精度,需要完善石英加速度计的误差模型,在模型中引入高阶项系数。针对石英加速度计的二阶模型,分别采用试验室静态标定和3km火箭撬动态标定两种试验方法对其进行了误差标定试验,并对标定出的误差模型进行显著性分析,结果显示对于二次项系数,火箭撬动态标定的结果显著,而静态标定结果不显著。从而证明火箭撬试验对于分离误差模型高阶项系数的优越性。     

带误差补偿的二位置寻北仪设计

带误差补偿的二位置寻北仪系统包括电源、转机结构、控制电路、计数器等.其补偿算法推导基于陀螺和加速度计一次误差补偿模型,以降低陀螺随机漂移及加速度计的零位漂移对寻北精度的影响.同时再利用由典型静态误差源产生的寻北误差与方位角三角函数成正比或为常值,以罗差修正寻北结果进一步提高寻北精度.     

船载测量设备轴角编码器误差修正方法研究

船载无线电测量设备进行标校时,几套测量设备指向固定目标所测得的俯仰指向角度经修正后与大地测量所得角度存在约20"到30"的误差.多次检测后表明:该问题主要由设备俯仰轴角编码器误差导致.因此对传统的轴角编码器精度的检测方法提出了新要求,增加了检测密度和范围,并拟合出了编码器误差修正公式.经过试验任务数据验算,该方法比以往的修正方法效果更好,该测量设备的俯仰测角总精度在原来的基础提高了约15".     

雷达研制基地检测基线的建立及其应用

为满足科研需要,某雷达基地需要建立一条检测基线,用于测定陀螺仪常数、雷达标校目标的位置及标定有关设备的真北方向等。检测基线在偏离真北方向、方位角误差和距离误差方面有较高的精度要求。采用GPS D级标准进行平面控制测量,采用高精度全站仪极坐标法进行点位放样,采用GPS C级标准进行基点坐标的精确测量,精度分析和实际应用证明成果的可靠性。     

靶场GPS载波相位多路径误差建模与仿真

本文针对靶场全球定位系统（ＧＰＳ）外弹道测试系统中的多路径效应，建立了多遗产径反射定位误差模型，给出影响多路径误差的有关，并对它们之间的函数关系采用ａｔｌａｂ进行了仿真分析。     

基于正交试验的光电立靶光幕阵列结构参数优化方法

针对光电立靶光幕阵列结构参数标定误差较大的问题,提出一种光幕阵列结构参数反演优化的方法。以测量坐标与纸板靶坐标差值的平方根构建目标函数,借助正交试验在允许误差范围内产生多组不同参数量值的组合,设计了光幕阵列结构参数优化方法。以双N形天幕靶为例,在Matlab中进行仿真,优化后的光幕阵列结构参数更接近给定真值,且结构参数的优化程度与标定的初始值和误差范围相关。用实弹射击试验对设计的方法进行验证,结果表明,优化后的弹丸飞行参数测量结果更接近实际真值,设计的方法有效可行。该优化方法为提高光电立靶测量设备的测量精度提供了一种新思路。     

弹丸飞行时间与射击诸元关系分析

为提高火控计算机弹道计算精确度,减小射击误差,提出一种射击诸元与弹丸飞行时间 tf关系的算法分析。通过射击诸元与 tf的灵敏度解析表达式,分析了 tf计算精度在不同航路段对射击诸元影响的大小。利用3条航路进行灵敏度曲线仿真,在不同目标速度下,定量分析了弹丸飞行时间对射击诸元即火炮高低、方位角的影响。仿真结果表明：在航路捷径附近,对1000 m距离上的目标射击误差方位为0.5 m、高低向0.1 m;因此,要减小射击误差,关键之一是提高弹丸飞行时间的计算精度。     

基于EKF的机载光电吊舱目标定位研究

为提高机载光电吊舱进行目标定位的精度,研究吊舱的设备测量误差对目标定位精度的影响,推导了目标定位方程,并建立了目标定位的扩展卡尔曼滤波(EKF)模型.通过在Matlab/Simulink中进行仿真,定量分析了吊舱的测距误差、高低角和方位角误差对目标定位精度的影响.结果表明定位误差可以在2 s的时间收敛到5 m,提高了定位精度和收敛速度;分析测量误差对定位精度的影响,可为吊舱的精度分配或改进提供理论依据.     

舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响分析

为提高舰艇作战系统动态对准精度,笔者以舰载三坐标雷达为例,研究了舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响。建立了作战系统对准的坐标系,推导了其中主要的坐标转换,计算了舰艇姿态引起的传感器测量误差,分析了舰艇摇摆对动态对准精度的影响,并进行仿真实验。仿真结果表明：舰艇艏摇角造成了传感器测量的方位角误差,舰艇的纵摇角、横摇角造成了传感器测量的方位角和俯仰角误差,但舰艇姿态对传感器的距离测量影响较小。需要在后续的动态对准数据处理过程中对误差进行修正,从而满足舰艇作战系统动态对准的要求。     

基于自修复能力的跟踪过程优化

针对现有跟踪预测算法很少具有针对跟踪错误的自修复能力,给出了一种目标跟踪预测过程中的检错和纠错机制,并完善形成了一个具有自修复能力的目标跟踪预测过程。仿真结果表明,提出的纠错机制能够有效检测并修复目标跟踪预测中的常见错误。     

基于模糊控制策略的快速反射镜伺服控制

伺服性能是保证精确跟踪的前提条件,为了探索出提高快速反射镜伺服性能的控制方法,提出一种将模糊控制策略与PID结构相结合的模糊控制器用于快速反射镜伺服回路。该模糊控制器既继承了PID便于工程实现的优点,又拥有可自适应整定控制参数的特点,从而可提高现有快速反射镜的伺服性能,更好地适应各类运行工况。以基于高频摇摆电机的快速反射镜为应用对象设计了模糊控制器,进行仿真实验,并与基于传统PID控制的现有方案进行了对比。对实际工况下快速反射镜伺服性能的仿真实验结果表明:基于模糊控制策略的快速反射镜将抑制带宽从50 Hz提高到120 Hz、随机输入信号下稳态误差均方根从12. 996″压缩到1. 620″,验证了所提出的模糊控制器对提升快速反射镜伺服性能的可行性及有效性;基于模糊控制的快速反射镜可作为高精度复合轴系统中的子轴部分,应用于战术激光武器等要求跟瞄精度达到微弧度量级的光束定向场合。     

基于地磁辅助的弹载两轴陀螺传感器校正方法研究

为解决弹载环境下两轴陀螺传感器难以实现三轴校正的问题,提出基于地磁辅助的两轴陀螺 传感器校正方法。建立两轴陀螺传感器测量误差模型,由单轴地磁信号解算得到弹丸x轴 角速率,解决了因陀螺传感器量程限制而无法测量低旋弹丸x轴滚转角速率的问题;研究线性最小二乘模型和卡尔曼滤波模型校正两轴陀螺传感器相关参数的方法,数值仿真分析弹丸x轴角速率解算误差和陀螺传感器测量噪声对校正结果的影响;半实物仿真模拟两轴陀螺传感器在工程中的应用,研究基于地磁辅助的两轴陀螺传感器校正方法校正效果。数值仿真结果表明：当弹丸x轴 角速率解算误差在0.261 8 rad/s以内且当陀螺传感器测量噪声在0.001 6 rad/s以内时,经过校正后,弹丸y轴和z轴角速率校正误差在0.01 rad/s以内。半实物仿真结果表明：当弹丸x轴角速率解算误差在0.8 rad/s以内时,两种校正模型均能将陀螺传感器的测量误差从－0.30~－0.05 rad/s范 围减小到－0.02~0.02 rad/s范围内。数值仿真和半实物仿真结果证明：基于地磁辅助的两轴陀螺传感器校正方法具有较好的校正效果。     

大倾角状态下数字天顶仪定位的倾斜误差分析

针对数字天顶仪在大倾角状态下进行天文定位时垂直轴和旋转轴之间存在的轴系误差,研究了倾角补偿值的自身修正方法,提高了倾角补偿值的自身精度。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,提出在大倾角状态下倾角补偿值精度主要跟倾角仪的读数误差有关。经过理论分析,建立了旋转轴倾斜改正模型,推导计算出旋转轴的倾斜分量,得出了取对称观测位置的倾斜改正平均值就可以消除倾角仪读数线性漂移和零点误差的结果,通过实验对倾斜误差的消除方法进行了验证。结果显示：经过该方法对倾斜误差进行修正后,数字天顶仪的定位精度由以前的0.5″左右提高到0.3″以内。