基于Wishbone-PCI核的红外探测器注入式仿真系统

介绍了一种基于Wishbone-PCI桥核和Spartan6系列FPGA的红外探测器注入式仿真系统。重点讨论了基于PCI总线的红外图像注入接口卡的设计与实现以及Wishbone-PCI桥核技术。该系统可以代替红外侦察告警设备的头部探测器将红外仿真图像数据注入到红外告警、红外搜索跟踪等设备的实时信息处理箱,用来实现对红外侦察告警设备目标探测与目标跟踪功能的验证与仿真。该注入式仿真系统通过将前期红外侦察告警设备采集的红外图像数据与自定义的目标图像相叠加,注入到实时信息处理箱,因此该注入式仿真系统具有图像数据真实连续的特点,能更加真实地模拟现实的场景,为实时信号处理箱提供真实可靠的数据来源,有利于加快红外侦察告警设备的研发进程,缩短系统开发周期。     

基于Wishbone-PCI核的红外探测器注入式仿真系统

介绍了一种基于Wishbone-PCI桥核和Spartan-6系列FPGA的红外探测器注入式仿真系统.重点讨论了基于PCI总线的红外图像注入接口卡的设计与实现以及Wishbone-PCI桥核技术.该系统可以代替红外侦察告警设备的头部探测器将红外仿真图像数据注入到红外告警、红外搜索跟踪等设备的实时信息处理箱,用来实现对红外侦察告警设备目标探测与目标跟踪功能的验证与仿真.该注入式仿真系统通过将前期红外侦察告警设备采集的红外图像数据与自定义的目标图像相叠加,注入到实时信息处理箱,因此该注入式仿真系统具有图像数据真实连续的特点,能更加真实地模拟现实的场景,为实时信号处理箱提供真实可靠的数据来源,有利于加快红外侦察告警设备的研发进程,缩短系统开发周期.     

光电对抗仿真与效能评估

光电对抗是光波段的电子战,其技术体系包括光电侦察告警、光电干扰和光电伪装与防护等主要方面。利用仿真方法开展光电对抗技术研究,是提高光电对抗技术水平及其效能的一条高效便捷的途径。仿真分全数字仿真和半实物仿真两种主要手段,包括光电威胁目标仿真(光电制导武器和光电侦测设备)、光电对抗手段仿真和光电环境仿真等方面。光电威胁目标仿真多采用半实物仿真方式,通过建立并运用光电制导武器和光电侦测设备模拟器,进行激光欺骗干扰、红外诱饵干扰、红外定向干扰、烟幕干扰研究及其效能评估研究。光电干扰设备和光电环境仿真多以全数字仿真为主,半实物仿真为辅助,通过建立并运用干扰手段数学模型及光电环境仿真模拟器,开展光电侦察告警以及光电干扰技术体制研究。光电对抗仿真与效能评估方法已广泛应用于光电对抗技术研究与装备研制,比较成功的应用有激光角度欺骗干扰半实物仿真系统等。     

红外侦察告警系统在不同气象条件下作用距离等效推算

根据动态飞行试验数据和经验,在合理的模型简化基础上建立了多条红外侦察告警系统作用距离等效推算准则,包括:确认红外侦察告警系统观测到的迎头作战飞机长波红外辐射主要为蒙皮辐射;考虑光谱分布;将飞机作为点目标处理,基于改进型信噪比准则。综合考虑目标辐射、背景辐射、路径辐射、光学系统辐射,建立了考虑光谱分布和飞机截面积变化的红外侦察告警系统作用距离公式模型,从该作用距离公式出发,推导出红外侦察告警系统的作用距离等效推算公式。采用Matlab7.5编程进行松弛迭代计算,跨平台反复调用LOWTRAN软件以计算大气透过率、目标处背景辐射等,对红外侦察告警系统动态飞行试验数据进行了等效推算,同时分析了温度、湿度、能见度等单一气象参数对红外侦察告警系统探测作用距离的影响。     

红外仿真目标和星空背景的建模与生成

红外成像制导半实物仿真系统要提供红外目标和背景的等效辐射环境.仿真是发展和评估红外成像探测系统的重要技术之一.实践证明半实物仿真有助于红外成像探测系统的设计、测试和评估.红外仿真目标和星空背景的建模和生成是红外成像制导半实物仿真系统的关键技术之一.介绍了基于三维建模工具和实时视景仿真软件的红外仿真目标和星空背景的三维建模和计算机生成.     

红外成像仿真系统目标/背景辐射能量计算

红外探测系统不仅能探测到的目标红外辐射,也探测到环境背景的辐射。红外制导半实物仿真系统在试验过程中,目标和部分环境背景辐射都进入参试探测器的视场内,而红外探测系统响应的是目标和背景的辐射通量差。根据红外辐射度学的基本理论,结合红外半实物仿真系统的光学系统结构和特性,计算了红外成像仿真目标与试验室环境背景在参试探测器像素的辐射通量差以及红外仿真小目标与环境背景在参试探测器入瞳处的辐射通量差,以便对仿真系统的能量进行定量地分析。     

动态红外景像模拟技术

为了能在实验室内对红外成像制导系统进行在线实物仿真,以减少大量耗时费力的外场试验,需要相应的动态红外景像模拟器,它能产生不同时间和环境条件下二维目标与背景的动态红外辐射景像。本文描述了动态红外景像模拟器的性能评价指标、多种实现方法及特点。动态红外景像模拟技术不仅适用于红外成像制导系统的在线实物仿真,还可用于热成像系统和光电对抗系统的实验室评价。     

红外对抗及其半实物仿真试验研究

随着红外探测技术的不断发展,红外干扰与抗干扰技术也不断更新、发展。介绍了红外对抗的原理,方法,着重介绍了模拟红外对抗的红外半实物仿真试验,分析了仿真系统中的关键技术及各种可供选择的场景模拟和运动平台特点,最后提出了一种切实可行的红外半实物仿真试验方案。     

红外对抗及其半实物仿真试验研究

随着红外探测技术的不断发展,红外干扰与抗干扰技术也不断更新、发展。介绍了红外对抗的原理,方法,着重介绍了模拟红外对抗的红外半实物仿真试验,分析了仿真系统中的关键技术及各种可供选择的场景模拟和运动平台特点,最后提出了一种切实可行的红外半实物仿真试验方案。     

低温背景红外目标成像实验研究

模拟低温背景红外场景是完成空间目标探测系统半实物仿真测试的关键技术,但利用现有技术模拟太空低温背景存在一定的困难.使用高低温箱法建立了一种低温背景红外目标辐射特性试验系统,并对红外目标在不同背景温度下的成像情况进行了研究,最后获得了红外目标成像与背景辐射的关系.实验结果表明,对于具有一定温度的黑体目标,背景温度在一定范围内变化时,探测器接收到的图像几乎没有变化,而且正焦位置与离焦位置具有相同的规律.这一结论对于在红外半实物仿真中模拟更低温度背景的红外场景具有一定的参考意义.     

陆战场红外侦察告警装备作战效能评估

为有效提高红外侦察告警装备作战运用水平,重点研究了陆战场(车载式)红外侦察告警装备的作战效能评估问题。首先分析了红外侦察告警装备工作原理和建立武器装备作战效能体系评估基本原则,建立了以探测能力、捕获能力、跟踪能力为主的两层指标体系;然后综合运用层次分析法、专家咨询法、模糊数学等理论,提出了一种适用的红外侦察告警装备作战效能评估方法,在构建样本矩阵和确定权重系数的基础上建立了评估数学模型;最后,通过实例计算验证了该方法的有效性。计算结果表明,该方法可用于陆军红外侦察告警装备设计的指标论证,也可以用于考核实际装备的作战效能。     

红外制导半实物仿真系统误差分析

为提高红外制导半实物仿真试验精度和可信度,研究和分析了红外制导半实物仿真系统误差。详细分析了影响红外制导半实物仿真精度的主要误差源和产生机理,从仿真机理角度建立了半实物系统仿真模型和系统误差模型,通过仿真和分析比对在有无加载误差模型下的导弹弹道解算结果,定量分析各类误差源对仿真试验精度的影响。通过仿真分析表明,转台性能和机械误差对仿真试验精度影响很小并可忽略,而红外导引头轴向位置安装误差影响较明显,在仿真试验过程中需要重点考虑并保证在厘米级范围内。     

红外告警和跟踪设备注入式仿真时空映射方案

针对红外侦察告警和捕获跟踪设备注入式仿真中的时空映射问题,定义了作战域与仿真域空间坐标系及作战时间与仿真时间、逻辑时间等时间量。以作战域红外侦察告警/捕获跟踪设备站点坐标系与仿真域设备码盘坐标系为桥梁,建立动态战情空中目标位置映射关系;以作战时间与逻辑时间为桥梁,建立时间映射关系。提出了红外侦察告警/捕获跟踪设备定位、定向、定姿误差仿真方法及情报信息仿真方法,解决了注入式仿真试验中的时空一致性,提出的时空映射方案在某型红外捕获跟踪设备多目标处理能力实验中得到了应用和验证,为快速形成红外告警和跟踪设备数字图像注入式闭环试验鉴定能力打下了坚实基础。     

一种水上目标可见光图像生成红外图像的方法

红外警戒系统、红外成像制导导弹等军事装备在进行性能评估和模拟训练过程中都需要大量红外仿真图像,但目前红外仿真软件普遍存在生成红外仿真图像逼真度差、软件普适性不好等问题,且国外技术封锁造成我国红外仿真软件发展缓慢。因此,针对国内可见光图像仿真技术日趋成熟的现状,为提高红外仿真图像质量,本文提出了一种采用循环生成对抗网络、由可见光图像生成红外仿真图像的方法,并通过实验验证该算法是有效可行的。该算法首先通过区域生长算法从采集的可见光图像中提取水上目标,建立了水上目标可见光图像生成红外图像的训练数据集;然后利用训练好的网络生成红外仿真图像。测试实验表明,采用这种方法所生成的水上目标红外仿真图像视觉效果接近真实红外图像,可实际应用于海军红外军事装备模拟试验和训练系统。     

焦距固定红外探测系统定标实验

辐射定标数据在目标辐射特性数据测量和仿真试验应用中均有重要作用。首先对焦距固定红外探测系统外场定标方法进行了初步分析。采用近距离直接扩展源法、远距离扩展面源法和平行光管定标法对焦距固定红外探测系统进行了定标实验研究。实验发现:近距离直接扩展源法对旋转的红外探测系统不适用;远距离扩展面源法对路径辐射、路径透过率和环境辐射修正较为困难;平行光管定标法操作较为麻烦,但考虑目标特性数据的有效性和实用性,需考虑平行光管定标。文中对焦距固定红外探测系统辐射外场定标技术改造研究、红外目标特性测量系统研制具有较大的参考意义。     

长波红外成像制导仿真技术研究

随着新一代防空战术导弹武器系统及红外对抗技术的发展，红外成像制导武器系统的研制、改进和评定，以及相应的红外成像制导半实物仿真技术和红外目标／环境图像模拟器等关键技术已经成为军用技术仿真领域的热点。文中详细描述了长波红外成像制导仿真技术、红外液晶光阀、锗-硅正交偏振分束器、红外照明光学系统等。对基于红外液晶光阀的视频／红外动态图像转换系统研究，实验结果表明，输出的红外动态图像轮廓清晰、灰度丰富、响应时间最快为40ms，空间分辨率优于171／mm，性能指标已达到要求。     

舰载红外警戒探测系统效果评价方法综述

舰载红外警戒系统与舰载搜索雷达协同工作可以实现对来袭掠海导弹和低空飞机的充分报警。如何评价舰载红外搜索警戒系统对反舰导弹的捕捉能力是舰艇防空作战领域中急需解决的重要课题。通过对舰载红外搜索警戒系统进行分析,提出了一种舰载红外警戒系统效果评价方法,为正确评价舰艇防空反导系统的效能提供了重要依据。     

激光制导武器仿真系统设计与研制

以某激光制导武器为背景,研究了将其导引头实物接入回路的半实物仿真系统的设计与研制。分析了激光制导武器仿真的国内外研究现状,研究了半实物仿真系统设计的需求,根据所选择的激光目标仿真子系统的实现方法,给出了一个易于实现的可靠的激光制导武器半实物仿真系统的设计方案;同时,详细讨论了系统的软硬件研制,对系统的工程实施中遇到的问题和关键技术进行了阐述。目前,该系统已经成功应用于某型激光制导武器的半实物仿真。     

基于RTX和反射内存的红外景象投射系统实时性设计

红外景象投射是红外成像半实物仿真的关键技术,实时性是其重要性能指标。提出了一种红外景象投射系统设计方案,系统由红外图像生成和红外图像转换两部分组成。图像生成系统基于通用GPU实现,图像转换基于电阻阵列实现。根据仿真应用对像元规模和帧频的需求,采用反射内存网络实现图像数据传输和帧同步。通过红外图像帧周期测试,评估系统的实时性。测试结果表明,在Windows系统下红外图像生成帧周期不稳定,会出现随机性大幅度偏差。提出采用RTX的扩展的实时性设计,给出详细实现方案。试验结果表明:Windows系统中断响应的不确定性是影响图像帧频稳定的主要原因,基于RTX的实时性设计可以保证图像生成在帧同步控制下稳定地以200 Hz帧频运行。