靶场高精度脱靶量测量方案与仿真实现

针对靶场目前飞行器系统脱靶量测量存在使用条件的限制、不能满足试验要求的问题,提出一种将双天线分集接受、伪距差分测量和双频载波相位差分测量相结合靶场高精度脱靶量测量方案。在对靶场现有GPS脱靶量测量技术分析的基础上,设计了高精度的脱靶量测量原理图,并对其可行性进行仿真分析。仿真结果证明:该方法有效地提高了脱靶量测量精度,满足靶场高精度飞行器试验的测量要求。     

多旋翼无人机脱靶量测量技术研究

针对近年来靶场对飞行器脱靶量准实时、高精度测量的迫切需求,采用系留式多旋翼无人机测量脱靶量.依据脱靶量测量的具体要求,提供了镜头、传感器等关键器件测量参数选取方法,对大视场镜头畸变误差进行了修正,提出了标志点重定位、倾角修正、高度修正等措施.在100 m高空完成了脱靶量测试.测试结果表明:在80 m内的测量误差为2 m的精度.     

基于遥测参数的雷达寻的反舰导弹脱靶量估算方法

笔者针对光学测量、无线电测量以及GPS测量等常用脱靶量测量方法的局限性,研究了利用导弹姿态角、速度以及雷达框架角估算反舰导弹脱靶量的方法,用坐标转换的方法推导了视线角与已知遥测参数的函数关系,给出了脱靶量估算的数学模型,并利用以往靶场试验的遥测数据对脱靶量进行了估算验证。经复算验证和比对分析表明：估算方法正确,适用于雷达点源目标的脱靶量估算,估算精度与GPS测量精度相当,既是对传统脱靶量测量方法的辅助和补充,又是对通过测量得到的脱靶量数据的检验和验证,可以应用于靶场试验。     

基于数据融合技术的空靶脱靶量测量

脱靶量是检验武器系统性能优劣的重要指标,是靶场进行武器系统打靶试验过程中需要测量的关键参数;目前脱靶量的测量主要依靠雷达或GPS系统完成,光学测量作为备份手段;这种测量方法虽然提高了测量的成功率,但对于冗余数据没有充分利用,测量精度不高;本文利用数据融合技术对测量数据进行了处理,在不增加任何测量设备的情况下,提高了脱靶量测量的精度。     

雷达测量数据求解脱靶量方法研究

脱靶量可以通过安装在靶标上的无线电多普勒脱靶量测量设备进行测量,也能够通过对雷达测量得到的目标和导弹的数据进行处理,利用一定方法计算直接求出脱靶量。通过以靶场雷达测量得到的导弹和靶标的位置数据为基础,重点研究脱靶量的求解算法,并对该算法进行仿真。结果表明,外推算法可有效的提高脱靶量测量的精度,并基本满足实际应用中的精度及置信度的要求。     

空中飞行目标的三维姿态参数测量

在航天测控靶场中,空中飞行器三维姿态测量具有不可替代的作用。利用数字摄影测量的严密理论和计算机视觉的前沿成果,提出利用光电经纬仪拍摄的序列影像确定飞行器三维空间姿态的方案,改变以往将飞行目标当作质点处理,无法获取飞行目标三维姿态参数的现状,充分利用光测图像中的姿态和形状信息,通过建立经纬仪摄像机模拟成像系统,实现飞行器目标的姿态预测。     

基于微分对策的多飞行器协同捕获空间划分

针对多飞行器协同围捕问题,提出一种基于微分对策的加权制导律下捕获空间划分方法。选取合适的性能函数,建立多对一协同围捕微分对策模型;利用哈密尔顿函数法求解得出飞行器和目标的最优控制策略,获得各飞行器的零控脱靶量的最优轨迹;以2个飞行器为例,设置1个2对1协同围捕场景,根据2个飞行器初始零控脱靶量的符号和大小关系,给出各飞行器单独拦截以及协同围捕状态下的相关定义;根据各飞行器零控脱靶量的最优轨迹,围绕初始零控脱靶量给出1种协同捕获空间的划分方法;设置3个具体的仿真场景,验证结果证明了该方法的准确性。     

机动飞行器的效能影响因素分析

针对防御系统目标跟踪和轨迹预报的原理,分析目标机动参数对估计误差和预报误差的影响因素,以及预报误差对拦截飞行器脱靶量的影响。以脱靶量为指标,分析目标机动的效能。研究结果表明,增加机动加速度大小、增加机动持续时间、选择合适的机动开始时刻可以增加估计误差与预报误差,从而增加脱靶量,提高目标机动的效能。     

测量脱靶量的一种方法

利用无线电波的多卜勒效应来测量飞行器和靶机之间的脱靶距离,是测量脱靶量的一种方法。本文对此方式进行了探讨。由于采用两路多卜勒测速和测位方法,可以得到一个使用多卜勒频率积分值的积分型数据分析法。为了证实这种方法切实可行,从使用汽车进行地面行驶试验来看,可清楚地看到在测量脱靶距离2～50米的测量范围内,脱靶距离的测量误差在±1米以内,用这种测量方法测得的精度比采用过去的任何方式测得的精度都高。     

光电经纬仪与雷达联合脱靶量测量方法

为实现基于单台光电经纬仪的脱靶量测量,利用多频连续波雷达测量数据,提出了一种光电经纬仪和雷达联合脱靶量测量方法。首先,建立了基于经纬仪与雷达联合的脱靶量计算模型。然后,分析了受测量误差影响的脱靶量测量精度。最后,给出了典型情况下的脱靶量仿真结果。仿真表明:设备系统误差可以基本相互抵消,测量精度与光电雷一体化测量系统相当。     

基于惯性/星敏感器的高精度定姿方法研究

研究了利用惯性导航系统与星敏感器进行组合定姿的方法。首先,分析惯导系统和星敏感器的误差源,选取惯导系统误差作为组合系统的状态,获得系统状态方程。然后,利用惯导系统输出的飞行器位置、速度和姿态等信息来构造恒星矢量等效观测值,将其与星敏感器实际观测到的恒星矢量相减作为量测,构造出量测方程。最后,利用卡尔曼滤波技术,设计惯性/星敏感器组合定姿算法。仿真结果表明,基于惯性/星敏感器的组合定姿方法达到了6角秒的定姿精度,非常适用于空间飞行器的高精度定姿。     

钝化对高超声速乘波体飞行器升阻比的影响

飞行器在高超声速飞行时,来流会对其前缘产生严重的烧蚀,因此需要对前缘进行钝化处理。而钝化会引起飞行器周围流场的变化,影响飞行器的性能。通过运用数值计算的方法,验证了加大钝化半径可以降低前缘的热流密度,研究了钝化对高超声速乘波体飞行器升阻比的影响,比较了不同钝化半径情况下飞行器的升阻比变化。研究表明钝化导致飞行器的升阻比下降且随着钝化半径增大升阻比降幅增大。     

基于时差/频差的预警机/无人机无源定位精度分析

基于时差-频差的双机无源定位以其结构简单,定位精度高而受到日益广泛的关注以及不断深入的探索和研究。针对预警机/无人机时差-频差联合定位系统,建立了定位模型,对预警机/无人机不同飞行方式下定位精度分布作了模拟仿真,得出典型场景下的定位精度分布,从而获得最佳定位精度的飞行方式。     

T-S模糊跟踪控制在飞行器控制回路中的应用研究

针对飞行器控制回路设计中的跟踪问题。给出了采用分布并行补偿控制技术的Takagi-Sugeno模糊控制系统实现无静态误差跟踪的定理。利用线性参变系统二次稳定的充要条件证明了满足某飞行器俯仰通道二次稳定的公共正定矩阵P的存在性,考虑控制输入限制和气动参数在其标称值的30％范围内变化的控制品质．利用Matlab软件的LMI工具箱设计了满足闭环系统二次稳定的T—S模糊跟踪控制器,数字仿真的结果表明所设计的控制器满足总体设计的要求。     

基于主成分估计的自变量选择

研究了大型参数模型的模型选择问题,针对模型病态的情况,提出了基于主成分估计的自变量选择的Cp准则。应用于航天飞行器控制系统误差分离,以及外弹道跟踪测量系统误差估计,大量仿真计算与实测数据计算表明,运用该方法可以同时得到高精度的飞行器轨道参数控制系统误差和外弹道测量系统误差的估计。最后,提出了并行算法并分析了它的可扩展性。     

微波交会对接雷达目标跟踪的卡尔曼滤波器设计

针对空间交会对接应用中追踪航天器对目标航天器的精密跟踪,采用三阶修正卡尔曼滤波器直接在球坐标系下对径向距离和径向速度进行联合跟踪,采用2个结构一致的二阶修正卡尔曼滤波器分别对俯仰角和俯仰角速度、方位角和方位角速度进行联合跟踪。提出一种状态噪声的实时估计算法,有效地解决了卡尔曼滤波应用中状态噪声的参数设计问题。仿真结果表明,本文设计的卡尔曼滤波器能够精确地跟踪目标航天器,同时具有较强的动态适应能力。     

临近空间飞行器大气传感关键技术研究

基于临近空间飞行器宽速域、大机动飞行对大气传感系统的需求,结合国内外在相关领域的研究情况,对比分析了探出式和球形头部两种大气传感系统的工作原理及其在复杂外形飞行器上应用存在的问题,详细梳理了临近空间飞行器大气传感的关键技术及后续亟需解决的难题。     

差分GPS外弹道测量系统的设计与实现

通过对目前靶场测量手段存在的不足进行分析，提出用GPS伪距差分和载波相位差分技术与测控设备进行一体化设计，实现靶场外弹道高精度的测量方案。给出了系统实施的原理图和软件流程图，通过对该方案的数据处理结果的分析，与靶场现有的测量方法定位结果相比较表明，所提出的方法不仅能够提高精度，而且可以极大地改善靶场的测量环境。     

非平稳非高斯测量噪声条件下改进差分粒子滤波算法研究

针对非平稳非高斯测量噪声(NSNGN)条件下差分粒子滤波(DDPF)算法状态估计精度低、易发散的问题,提出了一种改进DDPF(IDDPF)算法. IDDPF算法采用高斯混合密度函数近似估计测量噪声,替代传统算法中测量噪声的高斯密度函数近似估计,采用似然函数的对数最大化法求解高斯混合密度函数模型参数,并将该模型应用于粒子权值计算,避免了高斯密度函数近似估计噪声模型所易于导致的粒子退化问题;通过建立水下目标纯方位角跟踪系统模型,将IDDPF算法应用于闪烁测量噪声条件下水下目标纯方位角跟踪问题的求解。50次Monte Carlo对比仿真实验结果表明：在NSNGN条件下IDDPF算法具有跟踪响应快、估计精度高、鲁棒性较好等优点。