多站制连续波高精度测量体制研究

高精度测量体制直接关系到飞行试验能否获取完整的高精度测量数据。针对5种高精度测量体制,提出了选择测量体制的原则,从可靠度、精度、技术先进性、设备可实现性、使用方便性、靶场适应用性等方面进行论证,认为连续波多RR系统是一种较好的测量体制,并对该体制的关键技术难点的解决途径进行了分析。     

基于序列下视图像的无人飞行器速度精确测量方法

为了实时、高精度地获得无人飞行器的飞行地速,提出了基于序列下视图像的无人飞行器速度精确测量方法.采用该方法的系统主要由安装在飞行器底部下视单目摄像机和机载DSP实时信息融合处理模块组成,同时需要由系统外输入飞行器当前的姿态和高度信息.在对连续图像的识别跟踪基础上,可以得到飞行器的瞬时速度.为了进一步提高速度的测量精度,可对一定时间段内的速度进行统计处理.数值仿真实验结果证明,方法简单易行,速度测量精度较高.     

我国GEO卫星高精度测定轨技术进展

同步轨道卫星在通信、气象、导航定位、对地观测、数据中继等领域应用广泛,对其轨道精度的要求也越来越高。结合国内外卫星系统的高精度测量体制,介绍了我国GEO卫星高精度测定轨技术的2个发展趋势:厘米级高精度多站测距技术和主动CEI测量定轨技术,给出了相应的误差分析、关键技术及解决途径,并介绍了最新试验进展。试验结果表明,给出的2种技术体制均能够实现近10 m量级的GEO卫星实时定轨精度,满足我国GEO卫星的高精度测定轨需求。     

空中光电跟踪平台的引导精度分析

提供了一种以飞行器为搭载平台的精密光电跟踪系统引导精度的分析方法,以两类引导设备为例,从经典误差分析方法出发,分析了引导精度的主要影响因素,包括引导设备的测量误差、空中平台的姿态测量误差及数据传输延迟等,并指出其关键影响因素是引导设备的测量误差,可通过合理设计飞行航路避开最大误差区域或更换高精度引导设备两种途径有效减小引导误差。     

集群飞行器分层式结构协同导航方法研究

针对飞行器集群系统中存在着定位精度差异较大的飞行器集群飞行情况,以及传统主从式协同导航结构系统存在可靠性低、不能充分利用集群系统协同导航信息的问题,提出了一种分层式结构的集群飞行器协同导航方法.该方法将参与集群的飞行器按照其定位精度高低分层,同层飞行器定位精度相当,一架低精度层飞行器可以同时接受多架高精度层飞行器的协同导航信息,然后建立基于相对距离以及相对角度的协同导航模型,最后通过卡尔曼滤波来修正低精度层飞行器的机载导航信息.仿真结果表明,该结构相对于传统主从式协同导航结构能够有效提高集群飞行系统中低精度层飞行器的定位精度,并可增强集群协同导航系统的可靠性和容错性能.     

基于历史信息的雷达测量精度等效评估方法

飞行器发射试验前需要评估测量设备的精度。针对无校飞实验条件下的雷达测量精度评估问题,提出了一种等效精度评估方法,利用历次试验的测量数据和试验前的测试数据评估参试雷达的测量精度。分析了雷达的测量信号流程,建立了检测信息、测试信息到测量精度映射的因子合成回归模型,给出了历次测试信息一致性的秩和非参数检验方法,在测试信息一致的前提下等效评估当前的测量精度。经飞行试验测量数据验证,所提方法对雷达的测量精度评估结果与实际精度的符合性较好,可用于无校飞试验条件下技术状态稳定的雷达精度评估。     

基于战术数据链的多飞行器飞行航路协同规划

为了提高低可观测飞行器的低空突防能力和打击目标的效果。基于战术数据链和人工智能（AI）启发式搜索算法（A＊算法）提出一种多飞行器飞行航路协同规划方法。该方法通过在飞行航路中插入蛇形机动或者巡逻待机的方法,能够实现多飞行器多目标协同到达或多飞行器单目标协同到达的功能,并进行了软件仿真。     

基于TDC-GP22的脉冲激光测距系统设计

为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。     

激光非接触式大尺寸内径自动测量系统

为了解决大孔径的高精度检测问题,介绍了一种激光非接触式大尺寸内径自动测量系统。该系统具有灵活可控的运动机构、稳定可靠的定心机构、同步伸缩的支撑机构、对称协调的扫描机构,可实现轴向自动行走、高精度同轴定位和快速扫描测量。高可靠性的控制系统和无线传输模式使其实现了远距离的实时控制和可靠性测量。高精度的温度采集模块实时监测环境温度的变化,便于温度补偿。以VC++为平台的上位机软件,集数据处理与实时显示于一体,操作极其方便。另外,该系统采用相对测量原理、高精度激光位移传感器与标定好尺寸的测量臂相结合,使系统测量范围达到Ф580～998 mm。高精度的激光位移传感器实现系统的非接触式内径测量,测量精度高。通过对比实验和现场实验对系统的测量精度和重复性进行了验证。结果表明:系统的测量精度与FARO激光跟踪仪测量结果比较差值小于6μm,现场测量重复性精度小于7μm。能够实现管道内径几何参数的测量和管道表面的几何评估及校正。     

基于启发式A~*算法的飞行器三维航路规划

提出了一种基于启发式A*算法的三维航路规划方法并进行了仿真验证.首先对地形的高程栅格数据进行综合平滑处理,建立满足飞行器机动性能的安全飞行曲面,结合威胁数据的量化模型,采用改进的A*算法在安全飞行曲面上规划出三维飞行航路,并对搜索出的航路进行了优化和平滑处理.仿真结果显示,算法简单快速,能满足飞行器执行不同任务的需要,易于工程实现.     

基于注意力循环网络的4D轨迹预测模型

针对传统的轨迹预测方法很难获取轨迹的时空特征、实现高精度和实时预测等问题,提出了一种基于注意力机制的4D轨迹预测模型ARTP(Attentional Recurrent Trajectory Prediction).首先,采用正则化方法对各飞行轨迹进行重构,得到等时间间隔的无噪声高质量飞行轨迹;其次,使用长短期记忆(L...     

基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法

在飞行冲突探测和恶劣天气情况下,单纯利用跟踪滤波算法无法准确判断目标飞机未来的飞行动态。为了有效提高航迹预测精度,针对广播式自动相关监视(ADS-B)信息中意图信息对航迹的影响,提出了一种基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法。该改进算法先通过残差均值交互式多模型(RMIMM)算法,推算出目标飞机的飞行状态参数和飞机运动模式,再结合天气状况、飞行计划和空中交通管制规章进行意图估计,最后通过飞行状态参数、飞机运动模式以及意图信息共同预测目标飞机的航迹。运用蒙特卡洛方法进行仿真,结果表明,与现有算法相比,该改进算法不仅能提供更加精确的航迹预测,而且降低了意图推断的时间延迟。     

基于双轴磁强计及GPS的滚转角测量方法

针对高速旋转弹丸在高动态弹道环境下的滚转角测量难度大,精度低等问题,提出了基于双轴磁强计及GPS的滚转角测量方法。该方法利用地磁场良好的矢量特性,利用双轴磁强计和GPS速度信息的量测,实时解算弹丸飞行过程中的滚转角。仿真结果表明,该滚转角测量方法精度较高,能应用于弹丸在高动态、高过载弹道环境下的滚转角测量。     

基于激光自混合干涉的高精度角度测量方法

针对光学高精度角度测量技术的需求,基于激光自混合干涉技术提出一种高精度角度测量方法。建立了激光自混合干涉技术高精度测量角度的系统模型,利用干涉条纹计数法分析出目标物体具有角度变化时,外腔长度产生的变化量,并通过激光三角法测量原理计算出目标物体旋转的角度,从而构建出精确的角度测量系统。实验结果表明:该测量系统在±0.4°角度范围内测量精度可达(±3.1×10-3)°,具有精度高、速度快等显著优势,是对现有高精度角度测量技术的一种有益补充。     

一种改进的三坐标雷达测高方法

针对三坐标雷达双波束测高精度低及高度突跳问题,提出四波束测高方法,该方法在满足信号处理能力的情况下,采用四波束测量,利用回波幅度较大的两个波束进行仰角测量。用雷达设备进行实际测飞实验,测飞结果表明,该方法可以有效地提高测高精度,改善高度突跳现象。     

利用TDC-GP21的高精度激光脉冲飞行时间测量技术

采用微小时间间距测量芯片TDC-GP21设计实现了高精度激光脉冲测距系统。详细论述了TDC-GP21的工作流程与外围电路,研究了光信号接收与放大电路,并对跨阻放大器理论进行了详细的理论论述与分析。同时,讨论了三角波定比延时脉冲时刻鉴别法,降低了系统对激光器回波信号幅度变化的要求。经实验测试获得了厘米量级的激光脉冲测距系统。系统结构简单,可实现程度高,精度高,功耗低,体积小,可以满足高精度距离测量需求。     

车载移动立体测量系统检校及精度分析

车载移动立体测量系统可以用于快速、准确的高精度数据采集和三维建模。针对车载移动立体测量检校问题,设计了一套高精度的车载移动立体测量系统检校方法,建立了检校的数学模型,并进行了试验,分析了检校前后车载移动立体测量系统的测量精度差异。实验证明,本文研究的车载移动立体测量系统检校方法能有效地提高系统测量精度。     

基于空间解析几何的锥束CT系统角度偏差测量

针对锥束CT系统中机械结构的几何参数偏差校正 问题,提出一种基于空间解析几何算法的锥 束CT系统角度偏差的测量方法。利用一种校准模板,仅通过采集单一投影角度对应的投 影数据即 可得到锥束CT系统的角度偏差。仿真和实验结果 表明,利 用本文方法可以有效地获得待测锥束CT系统的机械角度偏差,其测量精度可达到分度量级。 与平面 解析几何法测量结果的对比分析可知,本文测量方法可实现角度偏差参数的有效分离。本文 方法具有较高的可靠性和测量效率,无需模板多角度旋转投影,具有较好的实用性。     

自触发脉冲激光测距飞行时间测量研究

提出一种新型脉冲激光测距方法——自触发脉冲飞行时间激光测距方法。运用该方法有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测量精度和缩短测量时间两者之间的矛盾。对该方法及本质特点进行了详细描述和理论分析,并给出用于描述该方法的基本方程。其飞行时间测量系统的设计很大程度上决定了自触发脉冲激光测距的测量精度和测量速度。设计并实现了基于CPLD的自触发脉冲激光测距飞行时间测量系统。CPLD的使用提高了测量精度,并且结构简单,体积小,可靠性高,非常适合高性能便携式的激光测距仪。