坐标转换误差传递模型的建立及靶场试验应用研究

研究了电子信息装备靶场试验数据坐标转换时误差传递的计算方法,模拟计算了在不同条件下某典型航路测量数据经坐标转换后的变化情况。给出了由设备精度计算真值精度的方法,为试验布站中被试装备的点位选取提供参考。     

投影法在多雷达坐标变换中的应用北大核心CSCD

在雷达数据处理中,需要把不同雷达坐标系下的数据融合到同一坐标系下。即要把不同坐标系下的坐标进行相互转换。针对此问题,提出利用向量投影法实现各个雷达坐标数据相互转换的新方法。该方法不同于以往的旋转平移坐标系转换的常用方法,直接利用向量之间的几何关系做坐标变换,计算简单快捷,具有宽广的应用前景。     

测控雷达布站与雷达精度试验航路设计研究

雷达测量是靶场测控的重要手段之一,在进行雷达精度试验时,由于测控雷达布站位置与所需鉴定雷达不同,需将测控雷达坐标系下的数据转换到被鉴定雷达坐标系下,而由于坐标的转换,目标位置误差被放大,因此必须对转换后测控雷达的精度进行误差分析,以确保其测量精度满足试验数据处理要求精度。建立了目标位置、靶场测控雷达和被鉴定雷达位置分布与测量精度误差关系的数学模型,并仿真分析了测控雷达的分布和目标航路的设计对测量精度误差的影响。     

雷达测量数据对红外测量数据的修正方法

给出了雷达测量数据修正红外测量数据的方法,指出首先需要对雷达测量数据进行误差修正,再通过最小二乘方法融合多台雷达测量数据,通过坐标系转换计算飞行目标在光学测量坐标系中的位置,得到光学设备的测量方位角和俯仰角,最后计算目标在红外图像上的脱靶量。     

光学雷达大气折射误差修正方法研究

光学雷达是靶场试验外弹道测量系统中的主要设备之一.由于大气对光波传播引起的折射效应,使得光学雷达测量中产生折射误差.针对靶场常用的光学雷达系统,根据光波射线在大气中的运行轨迹,利用逐次逼近法得到了实用的光学雷达大气折射误差修正方法.通过对某靶场的实际测量数据检验,证实了该方法的适用性和有效性.目前,该方法已成功地应用于试验靶场,满足了靶场试验的精度要求.     

基于Vega Prime的光电经纬仪CCD图像仿真系统

针对靶场经纬仪设备操作手实战经验少、训练成本高的问题,设计并实现了基于Vega Prime的光电经纬仪电荷耦合传感器 (Charge Coupled Device, CCD)图像仿真系统。对任务弹道数据进行了分析,建立了地心直角坐标系与仿真系统坐标系之间的转换关系,获得了目标在仿真场景中的理论位置,并通过解算得到了姿态数据。根据CCD传感器的光学系统参数,计算了仿真图像的理论视场角。实践结果表明,该仿真系统从目标仿真和视场仿真两方面渲染图像,可确保目标的轨迹与姿态更符合真实任务的情况。对操作手进行了针对性训练,使其熟悉了任务流程,从而提高了训练效率。     

常规兵器终点弹道的试验测量和计算

本报告探讨了常规兵器终点弹道试验、测试与计算中的下述问题:国内外弹药靶场试验鉴定情况、榴弹杀伤面积的测定和计算、子母弹威力计算、爆炸冲击波的测定、弹丸对装甲的侵彻、弹丸对土壤岩石的侵彻与爆破、弹丸对人体的侵彻、脱靶量的测量、终点弹道试验的数学模拟和物理模拟、试验自动化和靶场建设,并根据国内外常规兵器终点弹道测试、计算方面的技术、设备现状及发展动向,对我国终点弹道研究和常规靶场建设提出了有益的建议。     

常规靶场内外弹道测量(Ⅰ) 外弹道测速雷达

本文简要论还了国内外弹道测量的特点、技术水平和总的发展趋势。常规靶场是试验、鉴定常规武器的场所,武器及其弹药的性能指标是否符合国家标准或者是否符合用户-生产研制合同所规定的指标,都必须经过靶场的鉴定,才能交于用户使用。武器也在研制、生产和使用过程中不断发展、更新换代。新的发明创造都必须进行试验,通过试验,多次修改指标,使之不断完善、提高、达到新的水平。内弹道测量和外弹道测量,是靶场保证上述任务实现的重要手段,内弹道和外弹道测量的方法和设备都是保证完成试验、鉴定任务的重要工具。靶场测量设备和方法的现代化才能保证武器和弹药的质量和现代化。所以必须保证靶场测量设备在任何时候都处于先进水平,才能保证武器和弹药的高质鉴定和推进其快速地更新换代,缩短研制周期,才能保证新的发明创造提早问世和装备部队。由于靶场测量设备是武器及其弹药现代化的重要环节,所以世界各国近年来都非常重视常规靶场测量设备的研制和更新。本文从整个常规靶场测量技术出发,简要评述国内外弹道测量设备的特点、技术水平和总的发展趋势。     

常规靶场内外弹道测量(Ⅰ) 多目标测量雷达

本文简要论还了国内外弹道测量的特点、技术水平和总的发展趋势。常规靶场是试验、鉴定常规武器的场所,武器及其弹药的性能指标是否符合国家标准或者是否符合用户-生产研制合同所规定的指标,都必须经过靶场的鉴定,才能交于用户使用。武器也在研制、生产和使用过程中不断发展、更新换代。新的发明创造都必须进行试验,通过试验,多次修改指标,使之不断完善、提高、达到新的水平。内弹道测量和外弹道测量,是靶场保证上述任务实现的重要手段,内弹道和外弹道测量的方法和设备都是保证完成试验、鉴定任务的重要工具。靶场测量设备和方法的现代化才能保证武器和弹药的质量和现代化。所以必须保证靶场测量设备在任何时候都处于先进水平,才能保证武器和弹药的高质鉴定和推进其快速地更新换代,缩短研制周期,才能保证新的发明创造提早问世和装备部队。由于靶场测量设备是武器及其弹药现代化的重要环节,所以世界各国近年来都非常重视常规靶场测量设备的研制和更新。本文从整个常规靶场测量技术出发,简要评述国内外弹道测量设备的特点、技术水平和总的发展趋势。     

常规靶场内外弹道测量(Ⅰ) 光学测量技术和设备

本文简要论还了国内外弹道测量的特点、技术水平和总的发展趋势。常规靶场是试验、鉴定常规武器的场所,武器及其弹药的性能指标是否符合国家标准或者是否符合用户—生产研制合同所规定的指标,都必须经过靶场的鉴定,才能交于用户使用。武器也在研制、生产和使用过程中不断发展、更新换代。新的发明创造都必须进行试验,通过试验,多次修改指标,使之不断完善、提高、达到新的水平。内弹道测量和外弹道测量,是靶场保证上述任务实现的重要手段,内弹道和外弹道测量的方法和设备都是保证完成试验、鉴定任务的重要工具。靶场测量设备和方法的现代化才能保证武器和弹药的质量和现代化。所以必须保证靶场测量设备在任何时候都处于先进水平,才能保证武器和弹药的高质鉴定和推进其快速地更新换代,缩短研制周期,才能保证新的发明创造提早问世和装备部队。由于靶场测量设备是武器及其弹药现代化的重要环节,所以世界各国近年来都非常重视常规靶场测量设备的研制和更新。本文从整个常规靶场测量技术出发,简要评述国内外弹道测量设备的特点、技术水平和总的发展趋势。     

不同坐标系下中段弹道目标跟踪算法研究

弹道目标跟踪比较复杂,文中结合具体的坐标系推导滤波算法中各方程的解析表达式,并分析比较坐标系的影响,对工程应用有重要的意义。以"二体运动"方程为基础,通过坐标变换、二次求导等方法推导了球坐标系下的目标加速度。针对混合坐标系和球坐标系,给出了中段弹道目标的动力学方程和量测方程,并对采用扩展卡尔曼滤波所需要的关键函数给出了显式表达。对两种坐标系下的弹道目标跟踪进行了蒙特卡洛仿真,仿真结果表明按照本文推导的公式,2种坐标系下都能有效跟踪;但与直观的猜测相反-混合坐标系下的跟踪优于球坐标系下的跟踪。     

面向直线顶管机的双屏视觉标靶标定方法与精度评价

针对双屏视觉标靶前、后感光成像屏位姿关系难以标定的问题,提出一种基于坐标点云的感光成像屏位姿标定方法。该方法分别将前、后感光成像屏划分为n行n列的网格阵列,通过全站仪测量感光成像屏上每个网格角点的空间三维坐标,并利用工业相机实时获取感光成像屏上每个网格角点的图像二维坐标,结合图像二维坐标和空间三维坐标获得2D-3D映射关系,从而得到坐标点云数据。根据三公共点坐标系转换算法将坐标点云数据中的三维坐标统一到标靶坐标系下,进而确定相机与前、后感光成像屏的位姿关系,再通过网格索引方法对前、后感光成像屏的位姿关系进行求解。为评价标靶位姿测量精度,设计了静态测量重复性精度评定实验和绝对测量精度评定实验。实验结果表明:该标定方法的坐标静态测量重复性精度为0.13 mm、绝对测量精度为0.93 mm;方位角静态测量重复性精度优于0.01°、绝对测量精度优于0.05°。因此,该标定方法可以实现两个空间平面位姿关系的精确标定,且具有操作简便、精度高等特点,可用于双屏视觉标靶的标定。     

预警卫星对弹道导弹关机点战术参数的估计

为了对弹道导弹关机点战术参数进行准确估计,需要根据预警卫星的探测信息对导弹进行定位。基于双星定位原理及导弹弹道特性,给出了从测量坐标系到地球固定坐标系的转换模型,双星定位模型,关机点时刻、关机点位置以及关机点速度估计模型,并利用仿真工具STK,结合美国新一代导弹预警卫星系统———空间跟踪与监视系统(STSS),对关机点战术参数的估计进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性,并说明STSS与传统预警卫星相比,具有更好的探测预警能力。     

不同大地坐标系间坐标相互转换的抗差算法研究

不同大地坐标系间的坐标转换是采用两套坐标系下坐标的公共点,结合相应的转换模型,求取转换九参数来实现转换的过程。转换时若公共点坐标存在粗差,九参数的求解精度便会受到影响,致使转换失败。文章将传统的Baarda粗差数据探测法、抗差最小二乘法以及拟准检定法用于解决其转换时公共点坐标粗差导致的精度偏离问题。结合转换算例得出精度对比结论,为工程实际中的大地坐标转换算法的选择提供一定的参考依据。     

美军CBU-94型断电弹药投放落点分析

以美军CBU-94型断电弹药的战术应用为背景,探讨了其战术使用过程和作用原理.将导电纤维的落点分三个阶段进行计算,论述了子弹抛物线运动、纤维卷抛物线运动和导电纤维随风运动的计算方程,给出了以导电纤维落点为坐标原点,断电弹药投放时的坐标参数的计算方法,在已知目标点的GPS坐标的前提下,可以通过专门的三维坐标计算软件,计算出断电弹药投放时的GPS坐标.     

基于组网雷达的有翼弹道目标三维成像

组网雷达的多视角特性有利于获取目标的真实空间结构。该文在构建有翼进动目标回波模型的基础上,分析不同类型散射中心的微多普勒信息变化率的变化趋势,对微多普勒信息进行分离提取。利用非线性最小二乘拟合获取散射中心的幅度、相位信息。基于微动特征的不变性,利用多部雷达锥顶散射中心的幅度信息估计微动特征和坐标转换参数。然后根据各散射中心在不同视角上投影分量的差异,实现尾翼散射中心的匹配,之后求解散射中心的瞬时空间位置,实现目标重构。仿真验证了算法的有效性,并分析了微动参数和信噪比对重构结果的影响。     

A method for analysing and synthesizing line-drawings

Line-drawings can be advantageously described by means of ordered lists of point coordinates. High data reduction ratios can be obtained by allowing only relevant points to be entered in the coordinate lists. In the method described here, original line-drawings are thinned in a preprocessing stage. The thinned image is then analysed and the line points are marked according to their relevance. By means of a line-following processing pass the coordinates of the marked points are entered in an ordered list. Performing the image synthesis, the listed points are succesively connected by polygon segments. Further, the coordinate list can be processed, in order to trade off image reconstruction quality for data reduction ratio.     

基于面阵三维成像激光雷达的目标点云分割技术

针对偏振三维成像系统的高效目标三维点云分割问题,提出一种多维信息融合的高效分割理念。系统采用高分辨率EMCCD相机作为面阵探测器,在一次成像过程中,可同时获得视场中的灰度图像以及三维点云数据。根据该成像特点,建立灰度图的像素坐标与点云数据像素坐标之间的点对点映射关系,结合粒子群优化算法的边缘分割方法,将灰度图中目标分割后的坐标信息映射到三维点云数据中,得到其三维点云数据。该方法将三维点云数据降维处理为二维图像处理,显著降低了计算复杂度,避免了点云数据误差对分割精度造成的影响。实验验证了多维数据融合目标三维点云分割方法的有效性。     

基于数字天顶仪的星点图像坐标误差分析

星点图像坐标的准确性与数字天顶仪的定位精度紧密相关。根据数字天顶仪成像原理,严格推导出星点图像坐标表达式,在此基础上推导了星点图像坐标在4个误差因素及综合误差下的误差方程,分析结果表明各误差之间相互独立。通过仿真4个误差因素及综合误差情况下的星图数据进行分析,仿真结果表明:焦距误差与转位误差对各星点图像坐标的影响各不相同,焦距引起的坐标变化值x和y相对其平均值的最大波动值分别为2.38、3.04 pixel;转位误差引起的坐标变化值x和y相对其平均值的最大波动值为1.06、1.41 pixel;光轴倾斜误差与主点偏移引起的星点图像坐标变化是整体性偏移。另外,提出了一种误差参数求解的方法,利用解算出来的误差参数对星点图像坐标进行补差,数字天顶仪的定位经度精度提高了约1.98 m,纬度精度提高了约1.65 m。     

一种新的视觉坐标测量模型及影响因素分析

提出了一种新的视觉坐标测量数学模型,利用参数法推导了基于平面四控制点坐标的解析解,通过最小二乘法对摄像机坐标系下的平面四控制点进行平面拟合,进而求得被测点的三维坐标,并通过大量实验与采用共线三控制点的计算模型进行了对比,结果表明,利用本文所提出的方法计算简单,被测点坐标的测量重复性特别是Z坐标的测量重复性得到显著提高。分析了影响测量系统的主要因素,通过实验纠正了图像畸变对测量系统的影响。