基于单天线GPS载波幅度的旋转载体滚转角测量

传统的载体滚转角和转速测量方法成本高昂且仅限于高价值平台,为降低成本利用GPS信号测量滚转角的方法日益受到关注。将GPS载波信号的相位和幅度信息用于姿态测量,是目前旋转平台基于GPS测姿的两类主要方法。为了实现旋转载体的低成本高精度滚转角和转速测量,本文提出了单天线结构的利用GPS卫星接收机硬件相关器直接输出的导航用载波I/Q信号幅度特性,设计基于EKF的滚转角滤波器,利用载波I/Q信号的幅度特性对载波频率进行估计与跟踪,从而实现旋转载体的滚转角和转速的精确计算。实测数据试验表明,对于旋转载体仅利用卫星载波I/Q信号的幅度信息,本文提出的算法即可实时计算出旋转载体的滚转角和转速,且计算精度能够满足大多数的实际工程应用。     

基于外辐射源照射的弹体滚转角测量技术

确定弹体滚转角信息是进行二维弹道修正的重要条件。针对此问题,文中提出了使用锁相环跟踪弹体天线接收外辐射源信号幅度变化,进而测量滚转角的方法,锁相环进入稳态后输出频率为转速、输出相位为弹体滚转角,并进行了半物理实验验证。仿真分析了基于外辐射源照射解算弹体滚转角的误差。结果表明,该方法无需安装磁强计,且滚转角解算误差不随时间积累,满足了滚转弹药平台的精度要求。     

基于地磁测量的弹体滚转角测量系统设计

利用多个微脉冲发动机进行弹道修正是提高武器系统射击精度的有效手段。而脉冲发动机的点火策略是以弹体的滚转角测量为基础。选用MR作为磁测量元件,设计了基于地磁测量的弹体滚转角测量系统。对系统的精度、实时性进行了分析;给出了初步的实验数据仿真结果。结果表明：利用该系统测量弹体的滚转角是可行的。但测量精度较低,必须进行必要的误差补偿研究。     

基于地磁测量的弹体滚转角测量系统设计

利用多个微脉冲发动机进行弹道修正是提高武器系统射击精度的有效手段.而脉冲发动机的点火策略是以弹体的滚转角测量为基础.选用MR作为磁测量元件,设计了基于地磁测量的弹体滚转角测量系统.对系统的精度、实时性进行了分析;给出了初步的实验数据仿真结果.结果表明:利用该系统测量弹体的滚转角是可行的,但测量精度较低,必须进行必要的误差补偿研究.     

全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法

针对应用于末制导弹药中滚转角测量方法出现的各种不足,提出一种全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法。利用添加透镜光斑与滚转角无关的特点,将非滚转光斑作为滚转角测量基准,通过激光束经过两透镜在阵列位移敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)光斑坐标间相对位置关系,得到弹体滚转角计算公式。根据测量原理及设计结构,对测量精度进行了分析。将该方法结合弹体六自由度运动模型进行模拟打靶实验,分析测量方法实时精度。实验结果表明:滚转角测量值在各种实验环境下最大误差不超过0.05°,其精度满足激光制导弹药制导与控制需求。     

基于压电式加速度计的弹丸初速存储测试系统

针对内弹道过程具有高温、高压、时间短、速度变化快,同时伴随着剧烈的冲击与振动的特点,系统选用Kistler公司的8742A10型压电式冲击加速度传感器,采用CPLD作为控制核心,实现对弹丸内弹道加速度高速采样存储,经积分计算弹丸初速,进而评估内弹道加速度积分法测弹丸初速的测量精度.分析了系统的关键技术和算法精度.试验结果表明,该系统测速精度为0.93%,满足弹丸初速存储测试的要求.     

YLC-121测速雷达系统

YLC-121 雷达是一套用于常规武器和火箭的外弹道测量和分析系统。它能对各种轻重武器的动态弹道进行测量分析,其中包括测量各种弹丸及火箭弹的弹道速度,测量弹丸的连发射速及各弹丸的速度,计算弹道距离、高度、加速度、仰角、倾角、弹丸初速、阻尼系数并绘制相应曲线。对于火箭弹除能获得动态弹道数据之外,还能测量最大速度和熄火时间。 YLC-121雷达系统功能强,性能优良,其测速范围为30米/秒到3000米/秒,测量距离范围平均达到各种武器有效射程的50％以上。测量数据能记录存储,获取一次测量结果后能     

火炮初速测量方法浅析

弹丸的初速是火炮内外弹道的重要参数。其获取方法是采用测速雷达和区截装置进行实弹测速。区截装置只测量弹丸航迹上一点的速度值,用速降修正公式换算炮口初速,由于此法采用弹道方法进行修正,使测量结果含有弹道本身的误差因素,且不易分离出弹丸的真实速度,雷达测量方法可测量航迹上多点速度值,用曲线拟合方法外推弹丸初速,测量结果精度高,且与观测对象互相独立。笔者认为:测速雷达将逐步取代区截装置,在常规兵器领域测速雷达具有广阔的应用前景。     

基于GPS技术进行精确授时的方法

本文研究了GPS精确授时系统结构以及静态和动态环境下进行精确授时的方法.在静态环境下,利用伪距和载波相位进行授时,我们通过仿真得出了使用这种方法的授时精度.在动态环境下,GPS信号发生失锁现象会导致授时精度大大降低,使用秒脉冲和高精度晶振进行精确授时可以大大提高高动态情况下的授时精度,我们通过仿真分析了使用高精度晶振辅助授时对精度的影响.     

GPS载波相位差分测量动态精度测试及评定方法

由于 GPS 载波相差分测量定位精度高，因而动态精度的考核和测试难度大。本文分析了几种常见的动态精度测试方法，通过工程试验和数据处理得出了精度评定方法；分析了利用该方法时自身达到的精度。     

外弹道测量多测速元数据融合同步修正方法

采用数据融合算法完成高精度外弹道测量对各测元时间同步有着严格的技术要求。在分析时间不同步对融合弹道测速精度的影响基础上,分析了引起无线电测速时间不同步的因素,并构建了有效的数学修正模型。针对融合弹道速度异常超差现象,依据对测速误差理论模型公式和无线电测速原理分析结果,提出基于各测量设备测速数据解算模型的积分点移位和传播延迟修正模型算法,并应用于潜射弹的数据融合同步修正。工程应用结果表明,融合弹道偏差优于0.04 m/s,较修正前精度提高了4倍以上。由于陆基无线电测量系统的测距、测角具有类似的时间不同步特征,因此该模型也可作为多测元融合弹道解算过程中的一般方法推广使用。     

基于理想弹道的全捷联弹药视线角估计方法

针对惯性测量元件不能满足低成本制导弹药作战需求问题,提出一种基于理想弹道的全捷联激光半主动末制导弹药视线角估计方法。该方法根据弹目相对运动模型及导引头量测模型建立非线性滤波系统;针对弹体运动参数在末制导段变化范围较小的特点,通过分析弹体运动参数对系统不确定性的影响,将理想弹道弹体运动参数标准值作为滤波系统参数;利用激光半主动导引头量测信息,结合容积卡尔曼滤波对弹目视线角进行估计。数字仿真实验结果表明:在小扰动条件下,弹目视线倾角与偏角末制导段的均方根误差分别为0.182与1.668,其最大估计误差分别为0.259与2.913,具有较好的估计精度与鲁棒性能。     

弹道导弹目标特性分析及雷达回波模拟

从自由段导弹目标的运动特性出发,对沿椭圆轨道高速运动并伴有进动的弹头雷达回波特性进行分析。建立了导弹的最小能量弹道模型和进动模型,分析了飞行过程中弹头姿态角的变化规律,研究了导弹目标的平动和进动对回波信号的影响,进而引入准静态技术的思想,研究了考虑脉内运动的弹头雷达回波模拟方法,最后给出弹头椭圆轨道、姿态角、回波信号和一维距离像的仿真结果,证明了理论分析的正确性和合理性。     

Roll angle measurement with a large range based on the photoelectronic autocollimator

In this paper, we propose a roll angle measurement method with a large range based on the photoelectronic autocollimator. According to the corresponding relationship between the rotation position of the measured shaft and the spot position on the circular trajectory, the roll angle is calculated quickly and conveniently using a simple algorithm. Only a mirror, a coupler and a fine shaft are contained in the measurement system besides the photoelectronic autocollimator. Aiming at the terrible measurement error induced by the axis wobbly error, two measurement schemes are proposed, which are linking the fine precision shaft to the measured shaft for reducing the axis wobbly error and using the segment measurement to enlarge the radius of the circular trajectory. The experimental results show that the measurement error is decreased by ±0.38°. The roll angle error of the mechanism is ±0.14°, and the measurement precision is about ±2′. The proposed method can be widely used in the engineering fields.     

目标丢失对末制导炮弹末导段弹道特性影响

针对末制导炮弹受光电干扰及天气等因素影响,在末导段出现丢失目标以及丢失后重新捕获目标等情况,依据小扰动原理建立了比例导引模式下末制导炮弹控制模型,获取末制导炮弹的脱靶量、法向过载等与目标丢失时机以及丢失时间长短的解析关系,对目标机动特性不同情况下失去目标及重新捕获目标后的弹道特性进行了仿真,对比分析了目标静止及机动情况下仿真结果中各种指标变化的异同及原因。仿真结果表明,末导段目标丢失会对末制导炮弹弹道特性造成显著影响,尤其是在目标采取机动的情况下。     

弹载滚转稳定平台相对转角测量电路设计

提高常规高旋弹药飞行姿态参数测量精度的难点是如何解决惯性器件量程与精度互相矛盾的问题。采用滚转稳定平台能够解决弹体高旋对惯性器件量程的影响,能够采用小量程、高精度的陀螺仪测量弹体的飞行姿态参数。然而滚转稳定平台的惯性测量组合与弹体之间有相对转动,此时惯性测量组合所测参数并不是弹体的飞行参数,需要一个能够测量相对转角的装置才能得到弹体完整的飞行姿态参数。针对此问题,本文利用增量式光电编码器设计相对转角测量电路,并对增量式光电编码器在实际应用过程中出现的问题进行了研究,最后通过三轴飞行仿真转台试验进行验证。试验证明,该相对转角测量电路具有一定的可行性和有效性,能够有效测量惯性测量组合与弹体之间的相对转角,具有一定的工程应用价值。     

弹道跟踪转镜成像研究

运动目标姿态与速度是靶场测量的重要内容,使用跟踪转镜解决了固定高速摄像机拍摄弹丸轨迹较短的状况.根据弹丸的运动规律和成像关系转化为转镜的转动规律,使得拍摄系统工作时偏心量时刻为零.另外还要考虑到电机和系统成像要求等.系统最终能达到在整个跟踪过程中,弹丸成像长度占CCD像面长度的1/5~3/5,弹丸成像不超出CCD像面区域,跟踪视场角度达到90°.