空空导弹目标截获概率研究

为提高中、末制导交接班时导引头对目标的截获能力,对空空导弹采用高精度惯性/卫星组合导航系统时导引头的指向误差及其对目标截获性能的影响进行了研究。首先,对中、末制导交接班时雷达导引头的速度截获概率进行了分析;其次,分别建立了雷达测量误差、初始对准误差和惯性元器件误差与导弹位置、姿态测量误差和目标位置测量误差的关系,并得到了其误差影响的方差表达式;然后,对比分析了导弹位置、姿态测量误差和目标位置测量误差造成的导引头指向误差随导弹发射距离的变化;最后,通过蒙特卡罗仿真分析了捷联惯性导航系统和惯性/卫星组合导航系统对导引头截获概率的影响。结果表明:对于远程空空导弹,导弹位置测量误差是影响导引头截获概率最重要的因素;采用惯性/卫星组合导航系统可以减小导弹的位置测量误差,并将导引头截获概率的95%置信区间由(0.715 6,0.811 0)提高到(0.880 2,0.943 1)。     

导弹遥控过程的CADET算法精度分析

协方差分析描述函数法(CADET)首次用于导弹遥控过程的精度分析.该方法通过将导弹的非线性误差、导弹的加速度计误差、以及机载雷达的目标探测误差引入导弹的中制导方程,得到CADET算法模型和误差模型,并对各项误差进行仿真.结果表明,将CADET算法引入导弹的遥控过程,能有效分析各个误差对遥控精度的影响.     

姿态角随机测量误差对机载激光扫描成像的影响

研究了姿态角随机测量误差对机载激光雷达激光脚点定位精度和数字表面模型(DSM)精度的影响。分析了机载激光雷达的工作原理,推导了姿态角随机测量误差与激光脚点定位误差之间的传递关系。通过数值仿真,模拟了3种地形,研究了姿态角随机测量误差对点云及DSM的影响规律。通过半实物仿真实验,定量评价了姿态角随机测量误差对激光脚点定位精度和DSM精度的影响。仿真和实验结果表明,姿态角随机测量误差造成激光脚点定位精度和DSM精度降低。姿态角随机测量误差造成激光脚点平面坐标误差增加较大,是高程误差的4~5倍;当姿态角随机测量误差增大10倍时,激光点云三维坐标误差也增大约10倍,而DSM误差则增大40倍左右。     

导引头交班精度的雷达误差分析

在复合制导体制下,用方差分析法对雷达测量误差造成的中末制导交班的导引头指向角误差和弹目相对线速度误差进行分析.在此基础上,仿真计算在雷达测量误差下导引头预订参数的精度,并得到了上述误差与弹目距离的关系.     

自旋导弹控制方法的研究

通过分析自旋导弹的控制原理,提出了一种高精度控制方法,消除了模拟驾驶仪线性化处理过程引入的误差。建立了数字驾驶仪和刚体弹道仿真软件,以某型防空导弹为背景进行了一系列仿真试验,仿真结果表明,数字驾驶仪改善了弹道特性,减小了脱靶量,尤其在对低空近距离目标的攻击效果更为明显。     

基于改进模糊PID的导弹飞行轨迹误差修正反馈控制

导弹飞行中在受到外部干扰磁场和反导技术作用下,容易出现飞行轨迹误差,需要进行误差修正.提出一种基于改进模糊PID的导弹飞行轨迹误差修正反馈控制算法,进行导弹飞行轨迹误差修正的控制约束参量分析和被控对象模型构建,构建导弹在俯仰、偏航和回旋三个纵向运动通道的弹道方程,进行弹道飞行动力学分析.采用三层前向神经元网络结构进行飞行轨迹的姿态信息融合,采用Kalman滤波方法进行飞行状态变量和轨迹误差协方差估计,结合模糊PID控制方法实现导弹自适应反馈控制.仿真结果表明,采用该方法进行导弹飞行轨迹误差修正和反馈控制,导弹的定姿精度较高,从而提高了导弹的反导和突防能力.     

基于PID控制的导弹分通道仿真

针对现代导弹飞行过程中传统气动力控制系统通常无法满足导弹的命中精度及实时性要求.在建立导弹分通道动力学方程及舵机模型的基础上,介绍PID分通道控制方法.并对舵机及导弹俯仰、偏航、滚动3个通道进行分通道控制,利用MATLAB/Simulink对其仿真.从对比仿真结果看出,此PID分通道控制方法可减少气动舵导弹的响应时间,并增强控制系统的稳定性.     

平台运动测量误差对阵列天线合成孔径雷达三维成像影响分析

阵列天线合成孔径雷达(SAR)可实现3维成像。为了提高成像质量,使用测量设备获取平台的运动信息以进行运动补偿,而测量误差会影响补偿及成像质量,需对其进行分析。该文首先建立了阵列天线SAR 3维成像模型和测量误差分析模型,接着分别从位置和姿态角两个方面分析了测量误差对相位误差的影响,并比较不同方向误差影响的大小,然后通过仿真分析了误差对成像指标的影响,并引入姿态误差基线比来量化姿态角误差的影响。最后得出高程向和横滚角测量误差影响最大的结论,给出了限定要求下测量误差的容忍值。该文的结论为测量设备的选取和设计以及成像和补偿方法的选择和分析提供了理论指导和参考。     

弹载俯冲前斜SAR目标测角及精度分析

根据弹载俯冲合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理，提出了目标的SAR测角算法，并仿真分析了弹载SAR成像目标定位和测角误差。前斜角、高度误差和多普勒测量误差对测角影响很大，姿态角误差会影响最终的测角误差。SAR测角精度是影响导弹末制导的关键，需要对系统各项误差项进行约束控制。提出的SAR目标测角算法及测角精度仿真分析结果可为导引头系统设计提供参考。     

过载振动复合环境下液浮积分陀螺仪误差建模与仿真

研究表明,液浮积分陀螺仪在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是无法体现的.本文采用有限元法对液浮积分陀螺仪在过载振动复合环境中的动力学特性进行研究,提出一种反映动力学环境下液浮积分陀螺仪结构振动特性的误差模型.设计了基于Simulink的复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差的仿真框图.并对过载振动复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差进行仿真,得到复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差的规律.     

小视场下巡航导弹天文制导设计与仿真

为了提高远程反舰导弹的巡航制导能力,增大有效射程,在对未来海战场特点和相关技术背景进行客观分析的基础上,结合小视场天文导航技术的特点,提出了以天文测角导航技术作为中远程导弹巡航阶段主要制导手段的制导方法,提出了制导角的概念,给出了系统设计,列举了系统的技术优势。制导系统分为三个阶段,即初始参数装订与计算、制导角修正和末制导确认,分别给出了计算公式和相关推导,并用数学计算工具对一个想定情况进行了仿真计算。仿真结果表明,制导角连续可用,系统误差在可控范围之内,系统可以有效进行巡航制导。     

非相干干扰下导弹的命中误差

非相干干扰对单脉冲雷达导引头具有很强的干扰效果。介绍非相干干扰的实施方法及分类,建立了单脉冲雷达导引头对同一波束内两目标的测角特性模型,分析了干扰条件下导弹命中误差形成原理。通过计算机仿真研究了雷达分辨目标的原理,给出了闪烁干扰和非闪烁干扰下导弹命中误差的计算方法。计算机仿真结果表明,对于非闪烁干扰,当能量比近似为1时,初始误差等于目标距离的50%;当能量比较大时,初始误差等于0;对于闪烁干扰,初始误差等于0。     

基于数字图像相关的刚体面内微小转动测量及转动中心定位

基于刚体面内微小转动测量在实验力学测量中的必要性和重要性,开展了利用数字图像相关方法(DICM)定量测量转动角度和准确定位转动中心的研究。从理论上分析了刚体面内转动角度与面内位移分量之间的关系,运用计算机仿真散斑图进行数值模拟研究,得到的转动角度和转动中心位置测量误差都在2%以内,模拟结果验证了数字图像相关法进行刚体面内微小转动定量测量的可行性。运用数字图像相关法对刚体面内未知微小转动进行了实测,并与几何光学实验方法所得到的结果进行了比较,两者结果误差为3.1%,符合较好。实验结果表明数字图像相关方法可以作为定量测量刚体面内微小转动的有效方法。     

相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台设计

相控阵雷达导引头是未来导引头发展的一个重要领域,为了消除弹体扰动对导引头测量误差的影响,实现相控阵雷达导引头的捷联去耦,设计了一种相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台,采用基于四元数法求取弹体的姿态角,采用相控阵雷达导引头波束扫描稳定算法实现对波束扫描误差的补偿,达到导引头捷联去耦的目的,并在MAT-LAB中对四元数法和波束扫描稳定算法进行了仿真验证,取得了较好的去耦效果,该相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台具有原理简单、算法运算量小和去耦效率高的特点。     

机载远程红外双站测距研究

介绍了红外双站测距的原理,分析了机载远程红外双站测距误差的影响因素并分别推导出各影响因素引起的部分误差公式,通过仿真实验进行了验证。实验结果表明,红外系统的测角误差和距离基线误差越大,测距误差越大;在测量精度和目标距离一定的条件下,由测角误差引起的测距误差与目标的方位角和俯仰角有关,由距离基线误差引起的测距误差与角度无关。     

调幅式红外导引头干扰机理

基于调制盘的红外制导导弹严重威胁战机的生存,需要开展机载红外对抗技术研究以保护战机的自身安全。以旭日升型调幅式调制盘为例,介绍了调制盘的工作原理,分析了中波红外激光干扰调制盘的机理,使用MATLAB 模拟了不同幅度、频率、相位的调制脉冲信号对调制盘系统的干扰情况。结果表明:干扰光强度与目标辐射强度之比从1 提高到10 时,方位角误差由3.6变为14.4,失调角误差由2.4变为10.8。当干扰信号角频率与调制盘载波频率接近时,方位角误差变为151.2,失调角误差变为28.4。单纯增加干扰光的强度对实现干扰贡献不大,会增加调制盘系统接收信号的强度,易暴露目标。幅值缓变的干扰信号虽然能使调制盘导引头的接收信号出现偏差,但不会让目标完全摆脱导弹跟踪,而角频率接近载波频率的干扰信号会使导引头接收不到准确信号,最终实现干扰。     

雷达导引头斜投影抗质心干扰性能分析

箔条、角反射器等质心干扰诱使雷达导引头目标指示角偏离目标,导致导弹脱靶.为了解决这一问题,该文利用目标与干扰极化状态的差异性,通过目标、干扰极化相位描述子构造出斜投影算子,然后采用斜投影处理来抑制雷达导引头质心干扰.鉴于实际中目标、干扰极化状态难以准确估计,重点分析了目标、干扰极化相位描述子估计误差对斜投影输出目标、干扰信号的影响,推导得到了斜投影输出目标、干扰信号误差解析表达式;在此基础上,进一步推导得到了斜投影输出干信比、单脉冲比误差与目标、干扰极化相位描述子估计误差之间的关系式.理论分析与仿真结果表明,斜投影处理后的雷达导引头测角误差与目标极化相位描述子估计误差无关,与干扰极化相位描述子估计误差有关;干扰极化相位描述子估计误差在-10度到10度范围内时,斜投影仍具有一定的干扰抑制能力,有助于提高导引头的测角精度.     

数字全息中利用图像拼接测量大物体的三维形貌

为扩大数字全息的测量视场,使数字全息可以应用于大物体三维形貌的测量,利用菲涅耳离轴数字全息,让照明光依次照明物体的各个区域并分别记录全息图,利用精密电控旋转台精确控制参考光的入射角以保证每次记录时物参角不变,通过参考光入射角的变化量确定物体不同被照明区域之间的位置关系,对获得的物体去包裹的相位图进行拼接,进而得到整个物体的三维形貌.利用该方法测量了大小为11 cm×19 cm的石膏嘴的三维形貌,图像拼接的绝对拼接误差远小于1.14 mm,高度测量误差约为0.5 mm,实验结果说明这种测量方法能够有效地扩大数字全息测量物体三维形貌的视场并且具有和横向分辨率相当的拼接精度.