末修子弹姿态运动在目标识别算法中的应用

弹下点至跑道中心线的距离估计是影响末修子弹命中精度的重要因素.捷联探测器测量值耦舍了子弹姿态运动信息,给距离估计带来较大的困难,针对此问题,通过建立伞一弹系统十二自由度动力学模型,分析了末修子弹的姿态运动特性以及姿态运动对子弹与跑道相对位置关系的影响,利用局部极值和迭代算法估计了弹下点至跑道中心线的距离.计算仿真结果与试验数据吻合较好,解决了探测器与弹体捷联情况下弹体晃动对确定子弹与跑道相对位置关系的干扰问题,有效地提高了子弹对跑道目标的命中精度.     

伞-弹系统九自由度动力学模型

子弹一降落伞系统具有非常复杂的动力学特性,综合应用降落伞动力学、多体动力学的理论和分析方法,建立了伞一弹系统稳定下降阶段的九自由度动力学模型,并利用试验数据对模型的有效性进行了验证分析。在此基础之上分析了阵风作用下子弹姿态运动特性及扫描点运动规律。研究成果可应用于一般伞一弹系统的设计分析、指导伞一弹空投试验。     

末敏弹晃动影响及小扰动运动特性分析

为分析末敏弹下落过程中的晃动情况,文中建立了跑道参考坐标系,通过图像检测、识别与跟踪技术,得到子弹二维位置坐标,并利用子弹高度信息,求得晃动角的变化曲线,继而提出改进伞-弹系统运动稳定性的要求,确保工作过程中跑道目标不被晃出视场。试验结果表明,此方法可信度较高,实时性强,误差较小,精度满足总体设计要求。     

基于四元数法变换的末敏弹扫描运动研究

针对用欧拉角方程描述末敏弹旋转扫描运动时可能会因出现奇异点而退化的问题,采用四元数表示末敏子弹弹体的欧拉角和欧拉方程,对末敏子弹的运动学方程组进行了变换。为了验证四元数变换模型的正确性和在描述末敏弹稳态扫描运动时的优点,用欧拉方程组模型与四元数变换模型进行了对比仿真。仿真结果表明,基于四元数法变换的弹道模型能够正确反映末敏弹稳态扫描的物理规律,可以很好地形成所需扫描轨迹,在计算中不会出现奇点,比欧拉方程模型更适于描述末敏弹扫描的大幅度不确定姿态运动。     

上升扫描式末敏子弹对坦克目标的毁伤效能评估

针对上升扫描式末敏子弹毁伤效能研究较缺乏的问题,提出一种毁伤效能评估的解决方案。通过对上升扫描式末敏子弹的作用过程进行分析,建立上升扫描式末敏子弹的扫描识别模型、起爆命中模型和坦克目标的毁伤模型,形成了上升扫描式末敏子弹毁伤效能评估模型,并给出了采用Monte Carlo法的计算流程。对不同初始扰动、转速、弹目距离和目标速度下上升扫描式末敏子弹的扫描识别概率和命中概率进行计算,对上升扫描式末敏子弹的毁伤效能进行评估,得到毁伤效能与子弹初始扰动、子弹转速、弹目距离和目标速度的变化规律。分析结果表明：扫描识别概率随子弹初始扰动和目标速度的增大而降低、随转速的增加而提高,在初始扰动不大于0.5 rad/s且转速不小于20 r/s时对坦克目标的扫描识别概率大于97.5%;命中概率随弹目距离和目标速度的增大而降低;上升扫描式末敏子弹对不同速度坦克目标的毁伤效能大于70%.     

基于集群目标的末敏弹效能仿真模型

文中基于打击集群目标,针对末敏子弹稳态扫描阶段的全过程,包括稳态扫描、弹目交会、探测识别、命中毁伤等过程,建立了数值仿真模型。同时介绍了以耗弹量、毁伤目标相对数和效费比为效能评价指标的计算方法,并结合示例计算了不同条件下的末敏弹效能。仿真结果表明,该仿真模型及方法可为末敏弹装备论证、设计及作战使用提供参考。     

末敏弹磁强计测量精度受安装

通过建立末敏弹磁强计随子弹做空间运动的数学模型,分析计算了磁强计安装角、子弹摆动角速度和子弹转速变化率对转速测量精度的影响,得出了有关结果.     

弹道修正火箭的捷联惯姿算法比较研究

针对灵巧弹药的特殊运动规律,对采用高精度惯姿算法改善弹道修正引信姿态探测精度进行探讨和研究。采用一种精确积分角增量的方法,对传统等效旋转矢量算法进行了修正,通过仿真验证了算法的性能,结果表明修正算法的精度具有一定的优势,为基于MEMS速率陀螺的弹载全姿态探测模块的工程化研究提出有益的建议。     

末段修正子弹药弹下点数学模型研究

利用伞-弹系统动力学模型，从工程应用的角度出发，分析了阵风小扰动作用下，子弹姿态的运动特性，并以此为基础给出了末修子弹弹下点的计算模型．该模型的数值仿真结果与试验数据吻合良好．在导引头与弹体捷联的情况下，有效解决了弹体晃动时子弹相对跑道位置关系的确定问题，从而确保子弹对跑道有较高的命中精度．     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

Perturbation Dynamics and Its Application for Parachute-Munition System

The nine-degree-freedom dynamic model of the parachute-munition system is developed by the theories and the analysis methods of parachute dynamics and multibody dynamics. On the basis of the above model, a linear five-degree-offreedom dynamic model is developed by linearization at the steady state. A new algorithm, which can be fused with submunition kinematics and used in target identification, is developed by the principle of parachute dynamics. The simulation program is developed and used to remove the influence of wind gust on hitting accuracy. The successful airdrop test demonstrates that the new method can be used in the guidance of smart munition.     

靶弹动力学模型参数辨识与弹道仿真

建立靶弹典型动力学模型结构,靶弹六自由度动力学数学模型简化为纵向和侧向两个三自由度的动力学模型。选择了辨识输入数据,将传统的模型辨识方法与现代计算机技术相结合,对气动力辨识输入参数进行了分析,采用迭代算法得出辨识参数,并对辨识精度进行了分析,认为观测量测量误差、物理几何参数误差影响辨识精度,选用靶弹现有试验测量数据作为输入量,进行气动参数辨识,得出辨识结果,将辨识得到的气动参数带入弹道仿真程序进行了仿真,验证了辨识结果满足设计要求。     

基于旋转反射镜光学成像的动态目标跟踪方法

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目标运动数学模型;依据反射镜角度偏移量,研究反射镜转动参数与目标运动参数的匹配关系;采用嵌入式控制器、反射镜、光学相机等搭建系统硬件平台,并结合目标运动数学模型和图像处理算法,实现目标跟踪系统多参量的调控与优化。系统测试结果表明,在变速运动状态下所建立的目标跟踪模型能够获得清晰的目标图像,达到了跟踪的目的。     

传感子弹开伞高度仿真计算

传感子弹开伞高度的不同对其落地状态和落点精度有着很大的影响,为了确定传感子弹开伞高度,在建立伞弹系统弹道模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真平台,对伞弹系统的运动过程进行了仿真计算,计算结果与试验数据吻合较好,之后综合考虑风、装药号数以及射角等各种因素的影响,利用该仿真模型对传感子弹的开伞高度进行了仿真计算,计算结果表明:一号装药开伞高度应选择在175～250m范围内,六号装药开伞高度应选择在150～225m范围内。     

自抗扰控制在坦克机动目标状态估计中的应用

在以坦克火控系统为代表的一类状态不确定系统应用中,作为系统输入的目标运动特性是未知的,并且对目标的观测存在较大噪声。如何基于控制过程辨识出输入信号特性,是状态估计理论在实际应用中的一种特殊情况。利用自抗扰控制( ADRC)能够实时估计和补偿系统扰动的能力,将目标运动视为外界扰动,从而辨识出目标运动速度,并将ADRC的滤波特性用于目标运动的状态估计。实验表明,与传感器测量、Kalman滤波方法相比,无需额外的速度传感器件,运动状态估计更为精确、快速。     

雷达低空目标俯仰角测量提取的最大似然估计算法应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量,实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求。为提高低空目标俯仰角的测量精度,应用最大似然估计算法从雷达系统实时存储下来的视频信号中提取低空目标俯仰角参数。计算结果显示,最大似然估计算法可以显著改善俯仰角测量精度,为靶场试验决策提供依据。     

基于目标位置误差圆分布的反舰导弹捕捉概率计算模型

在把影响反舰导弹捕捉概率的主要误差综合为目标指示精度和侧向偏移两类误差的基础上,区别于传统方法,把目标机动范围、目标指示精度误差作为圆分布来处理,利用解析方法,建立了不同条件下反舰导弹捕捉概率的计算模型,对高亚声速反舰导弹的捕捉概率进行了计算.结果表明,两类误差对捕捉概率有明显的影响.按照捕捉概率不小于0.99的标准,得到了反舰导弹搜索角范围、目标指示精度误差、侧向偏移误差的要求,对反舰导弹的参数设计和确定有参考价值.     

毫米波敏感器目标识别系统设计

文中设计了一种弹载毫米波敏感器目标识别系统，说明了系统的软硬件设计方法和步骤，给出了目标识别算法流程图，由于AT94K系列SoC的高速和内嵌的特点，实现了目标识别系统快速和可靠的要求。     

不完全信息下分布式目标跟踪算法

针对分布式目标跟踪过程中出现数据丢包和不完全量测现象,提出一种分布式目标跟踪算法.该算法由统计意义下局部滤波器和基于协方差交叉算法融合滤波器构成,其中局部滤波器利用邻域内各节点测量信息计算局部滤波值,融合滤波器则将邻域内各节点局部滤波值进行融合处理,得到该节点的目标坐标信息;最后,利用典型目标航迹模型对该算法进行仿真分析.仿真结果表明:该算法可有效抑制不完全信息发生时对目标跟踪结果的不利影响,可为分布式目标跟踪系统在实际工程中的设计与研制提供有益的参考.     

基于模糊控制交互式多模型粒子滤波的静电机动目标跟踪

针对交互式多模型粒子滤波算法（IMMPF）的精度不高,算法更新时间长,难以满足静电机动目标跟踪要求的问题,提出了一种新的基于模糊控制的交互式多模型粒子滤波算法（FIMMPF）。该算法先利用模糊控制方法实现实时调整交互式多模型算法中的转换概率矩阵,使与目标当前运动状态最接近的运动模型在混合产生这一采样时刻的初始状态向量里占有更大的比重。同时,为了提高基本粒子滤波算法的精度,减小算法更新时间,再利用中心差分扩展卡尔曼滤波算法产生基本粒子滤波的建议分布函数,实现对目标运动状态的更新。理论分析和仿真结果表明,所提出的算法能够以更高的定位精度,更小的计算量实现对静电机动目标的跟踪。