地磁匹配制导在飞航导弹中的应用研究

在叙述地磁匹配制导原理、优越性的基础上, 提出地磁匹配制导在飞航导弹应用中必须要解决的问题:特征量选取、 传感器选择、信号数字滤波、基准地磁图获取与相关性分析等. 依据相关匹配特征量选择的原则选取地磁场总强度作为匹配特征量, 综合对比传感器的优缺点, 提出磁阻传感器是地磁导航系统合适的磁测量元件; 并对现今的数字滤波技术进行了概述.     

一种有效增强景象匹配制导图适配性的方法

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键，而制导图的匹配性能如何．怎样选择及预处理制导图，又严重影响着景象匹配的效果。从制导图的预处理出发，找到一种有效消除图像灰度畸变的方法，从而增强了制导图的适配性。仿真试验证明，该方法能很好地提高图像的对比度，突出图像特征，提高景象匹配的正确率。     

适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究

从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型,为匹配算法提供可靠的参考依据;并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法;最后,进行了仿真试验。试验证明：该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法,可以提高模型的分辨率,改善建模过程中存在的边界效应问题。     

景象匹配制导图几何畸变的消除方法研究

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键，而制导图的匹配性能如何，怎样对制导图进行预处理，特别是消除图像的几何畸变，又严重影响着景象匹配的效果。本文研究了多种消除图像几何畸变的方法，这些方法增强了制导图的适配性，提高景象匹配的正确率。     

景像匹配制导技术现状与发展趋势

论述景像匹配制导技术的发展现状.分别介绍了雷达图像匹配制导、下视光学景像匹配制导、红外图像跟踪制导的原理、优缺点及其在武器系统中的应用,并分析了景像匹配制导技术的研究要点,最后对景像匹配制导技术的发展趋势进行了探讨.     

航空制导武器制导技术发展趋势

介绍了应用在航空制导武器的红外成像制导、激光制导、毫米波制导、多模复合制导技术的发展趋势,同时介绍了地磁场、网络中心、视觉仿生成像、电磁指纹等新制导技术。应用新的制导技术,可显著提高航空制导武器的制导精度,提高武器的作战效能。     

景象匹配技术在巡航导弹制导中的应用研究

景象匹配技术是巡航导弹实现精确末制导的关键。本文介绍了各种景象匹配算法及其原理，分析了实际应用中影响匹配性能的因素，并介绍了算法的实时性及并行性问题。     

地磁传感器测量弹体滚转姿态方法研究

地磁传感器抗过载能力强且成本低,在制导炮弹中得到广泛应用,它的主要功能是测量弹体姿态;介绍了一种双轴地磁传感器测量弹体滚转姿态的方法,该双轴传感器固联在弹体横截面上;该测量方法利用地磁传感器随弹体滚转时感应磁场变化产生的正弦输出解算弹体滚转角速率及滚转方向,利用经纬度信息及弹体俯仰偏航信息,根据地磁场模型计算地磁场矢量在弹体横截面上的投影分量,然后由投影分量解算出滚转姿态角的基准角,最后根据双轴地磁传感器输出和基准角判定弹体姿态角;通过试验验证了该滚转姿态测量方法的可行性,并进行了误差分析,误差在可接受范围内,可满足简易制导炮弹需求。     

基于Hausdorff距离的地磁匹配导航算法

地磁匹配算法是地磁导航的核心,地磁匹配结果既可以作为组合滤波的观测输入,也可以直接作为系统定位的结果输出。本文简要介绍了地磁场特征及地磁匹配的基本原理,提出以Hausdorff距离为相关度量准则的地磁匹配算法,给出算法流程图,并以实测地磁数据为匹配基准图进行仿真试验,试验结果表明：匹配算法可达到较高的精度,同时通过适当...     

基于高程选择的SAR景象匹配系统基准图选择准则

景象匹配技术是飞行器自主精确制导的关键技术之一,随着武器系统日益精确化,影响匹配制导精度的基准图选择得到了广泛的关注.在合成孔径雷达侧视成像机理的基础上,讨论了高程起伏对SAR图像的影响,引入了图像高程方差的概念.同时,以图像匹配的准确性、稳定性、可靠性为考察量,讨论了各特征参数对匹配性能的影响.文中对真实星载SAR图像进行匹配试验的结果表明,此准则是有效的.     

红外导引头位标器陀螺的方位效应研究

方位效应是同轴安装式位标器陀螺的一个固有缺点,它会给导引头带来诸多不利影响.文中详细分析了方位效应对陀螺的旋转磁场和进动磁场的影响,指出了方位效应的存在不仅会减小陀螺的有用力矩还会带来通道间的耦合.此外,方位效应还会影响信号的调制和跟踪的性能.给出了三种减小方位效应的方法,并重点介绍了一种新型结构的位标器陀螺,这种结构的陀螺跟踪范围大,方位效应小.     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

地磁场中磁目标的等效衰减磁矩定位方法

为在地磁场中获取磁目标的位置参数,提出了一种基于等效衰减磁矩的磁目标定位方法。建立了正六面体的测量模型,计算了正六面体中心点和侧面中心点的等效衰减磁矩,得到了磁偶极子目标的定位公式。分析了地磁场、磁梯度测量噪声、正六面体边长基线及磁力仪测量精度等因素对磁偶极子目标定位结果的影响。仿真结果表明：该方法能有效克服地磁场的干扰,实现对磁偶极子目标的可靠定位;与以往的计算模型相比,在张量差分计算基线相同的情况下,可使原模型体积减小64.7%,定位精度更高。     

轨道炮弹丸所处强磁场环境屏蔽设计与仿真

针对电磁发射过程中产生的脉冲强磁场对发射包内电子器件产生较强干扰问题,采用 COMSOL中 PDE模块对电磁发射过程中的速度趋肤效应进行仿真计算,建立轨道炮的面电流分布模型和脉冲电流模型;采用趋肤效应理论分析电磁屏蔽原理,建立了屏蔽效能评估方法,并设计了一种屏蔽体模型。分别采用导电、导磁材料设计了单层、多层组合屏蔽体,用 COMSOL中磁场模块计算离弹底不同距离处的强磁场屏蔽效果,得出在离电枢较近时,导电材料与导磁材料的屏蔽效能较低,屏蔽体距离电枢越远时,导电材料的屏蔽效能不变,导磁材料的屏蔽效能逐渐提高,距离电枢100 mm时屏蔽效能达到34 dB。轨道炮磁场的低频特性使得导电材料的屏蔽效能较低,高磁通密度使得导磁材料的屏蔽效能较低,得出弹丸内智能电子元器件应置于远离电枢的弹头。     

ー种舰艇磁隐身中磁场推算的新方法

推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场测量数据建立了磁性参数反演模型。由于实际舰艇磁性检测中所得磁场信息的局部性,反演模型通常是病态不适定问题。为有效抑制实际磁性检测中测量误差对计算结果引起的干扰,应用Tikhonov正则化方法对其进行求解,提高了反演结果的稳定性。由反演模型和正演模型即可实施对舰艇磁场的推算。用数值算例和船模实验对磁场推算方法的有效性和实用性进行了检验。结果表明,基于等效面磁荷密度和Tikhonov正则化方法的磁场推算技木可有效进行舰艇磁场推算,具有较好的军事实用价值。     

一种电磁线圈发射器磁场构型优化方法

为提高发射效率,提出通过加装导磁构件改变磁场构型的新型驱动线圈结构。在分析驱动线圈磁场分布 对发射器性能影响的基础上,优化驱动线圈磁场构型,分析导磁构件的结构参数对磁场构型的影响规律。结果表明： 该方法能减小线圈磁场泄露和级间耦合,增大线圈内部磁场轴向梯度和发射组件所受磁场力,提高电磁线圈发射器 的能量转换效率,得出导磁构件结构参数的最优值。     

目标模拟式电磁扫雷具改进方案

针对由单轴可控磁矩磁体组成阵列方式的目标模拟式电磁扫雷具对目标舰船磁场模拟精度较低的问题,提出将磁体阵列式与电极式扫雷具进行整合的改进方案。根据水雷对炸点选择的特征,提出利用加权最小二乘解方法将对扫雷具控制参数求解问题转化为无约束优化问题,并利用遗传算法良好的全局搜索能力对参数进行求解。结果表明:改进的方案能有效提高扫雷具对舰船磁场的模拟能力,且方案易于工程实现。     

装甲车静磁场特性统计建模

根据研究地面装甲车辆静磁场目标特性的需要,以某装甲车辆周围磁场的测量数据为基础,对数据进行了统计分析,并建立了装甲车周围的静磁场的数学统计模型。研究结果表明,用统计建模的方法可以减少测量所需要的数据量,并且能够达到较高的精度要求。     

基于磁场积分法和Tikhonov正则化的船舶固定磁场重建与分解技术

船舶铁磁材料磁化历史的复杂性及其不可预知性使得船舶固定磁场计算一直是船舶磁隐身中的技术难题。针对船舶固定磁场重建与分解问题,提出了一种基于磁场积分法和Tikhonov正则化方法的铁磁物体固定磁场重建与分解新方法。首先通过测量得到了船舶下方空间若干场点处的磁场值,并以正问题形式计算得到了地磁场作用下船舶在测量场点处的感应磁场值;后基于测量场点处的磁场测量数据和所计算的感应磁场数据,建立船舶固定磁场反演计算模型,并采用Tikhonov正则化方法对反演模型进行求解,以克服反演模型病态性的影响。设计船舶固定磁场的计算实例,结果证明该方法具有较好地计算精度,能够有效实现船舶固定磁场的重建与分解。     

舰船消磁绕组磁特征数值计算与验证研究

作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件MagShip已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划分网格单元。MagShip软件用于这种大规模磁场建模问题时,会存在计算结果不稳定或失真。为了解决这个问题,对MagShip软件进行了改进,使其适合用于舰载消磁线圈磁场特征建模,采取的改进措施包括：采用场单元上的耦合系数多点平均值作为相互临近单元的耦合系数;对临近消磁电缆的铁磁区域进行剖分单元加密;将消磁电缆作用在其临近单元上的磁化磁场多点平均值作为磁化磁场有效值。采用改进后的MagShip软件对于薄铁磁球壳内部和外部线圈、典型舰载消磁线圈等典型算例进行了磁特征建模分析,并与商业有限元软件COMSOL Multiphysics的计算结果进行了对比,发现二者差别约为1%. 表明所提方法是有效的,能够用于舰载消磁线圈磁特征建模仿真的实用化。