坦克观瞄系统的坐标体系

目前我国主战坦克的观瞄系统使用的是建立在单一炮塔坐标下的数据处理方式,基于这种数据处理方式的火控系统,在跟踪机动目标时的模型误差成为系统作战的主要误差,已经无法满足现代作战对打击机动目标的要求.对正在发展的目标跟踪式观瞄系统定义了一套新的坐标系统,以及目标运动参数在各坐标系之间转换的变换矩阵,提出了在这种坐标系统基础上对目标运动参数的处理方法,并指出这种数据处理方式将是高速、机动目标建模的基础,在未来的数字火控方式中有极大的使用前景.     

坦克火控系统观瞄设备目标标记生成方法

针对目前新型主战坦克火控系统无法直接利用指控系统获取的目标位置信息,为乘员搜索目标提供辅助指示、指控系统的信息优势没有充分发挥的问题,提出了一种坦克火控系统观瞄设备目标标记生成方法。该方法有效利用获取的目标位置、车载导航定位系统输出的本车位置,以及火控系统瞄准线角度等相关信息,将目标位置信息转换为在观瞄设备内的投影位置坐标,实现了动态目标的自动指示。     

火控系统的交互多模型框架

本文简要介绍了交互多模型方法的基本原理,并将其应用于机动目标的跟踪与预测,通过计算机仿真证明了该方法应用于目标跟踪时对机动与非机动目标均有广泛的适应性,且具有良好的跟踪精度。据此,本文提出一种火控系统的交互多模型框架,将传统火控系统的目标跟踪,未来点预测及弹道解算功能统一纳入交互多模型框架中,使火控系统具有对付机动与非机动目标的综合能力。     

一种新型坦克火控系统建模方法

为全面、准确描述新型坦克火控系统逻辑层,提出了一种基于有色随机Petri网的新型坦克火控系统建模方法。首先研究了新型坦克火控系统的组成结构、信息结构与工作流程。然后对新型坦克火控系统进行了形式化的描述,并制定了其Petri网转化规则。最后建立了新型坦克火控系统的Petri网模型,并对其动态性能进行了分析。证明该方法可以有效对新型火控系统逻辑层建模。     

回归分析在舰舰导弹火控模型中的应用

为评价火控系统数学模型的有效性,以舰舰导弹火控系统试验数据为基础,通过逐步回归分析方法建立了导弹火控系统射击参数的回归模型。经静态标准题验证和导弹火控系统航行试验检验,回归模型解算结果满足精度要求。比较结果表明,逐步回归分析方法对评价舰舰导弹火控系统模型有效性是适用和有效的。     

时空结构分析的机动目标跟踪方法及应用

为进一步解决火控系统中机动目标跟踪问题,从时空结构角度提出跟踪机动目标的方法.分析了机动目标的时空结构,构造了机动目标的时空跟踪模型及其在火控系统中的应用,可解除滤波中的目标运动模型的假定,并可避免机动检测引起的时延和机动幅度估计.在模型的先进性、跟踪的实时性、准确度和精度方面较传统方法有明显的提高.     

基于实时预报的舰载火控稳定跟踪控制技术

针对火控稳瞄系统存在较大的不确定性及干扰,其特征参数,如固有频率、阻尼以及负载干扰等,将随着被控炮之间差异、载弹量、目标位置的变化及工作海况的影响而产生较大变化的特点,提出了一种PFC-PID串级透明控制策略,通过内环PID控制来提高抗干扰性,外环采用预测函数控制来获得良好的跟踪性能和强鲁棒性。针对舰载火控系统的稳定瞄准中的预测函数控制,提出了船舶运动实时预报问题,根据不同海况、不同船舶的惯导信号特性的不同特点,研究了一种基于自适应长自回归模型和径向基函数神经网络芯片ZISC78的船舶运动实时预报方法。通过对射击过程的仿真,表明基于实时预报的PFC-PID串级透明控制完全可以满足舰载火控系统战技指标,且算法简单,鲁棒性好,是一种实用的火控算法。     

直角坐标系统中的观测误差相关函数解析分析

在火控系统中,目标坐标的测量是在球坐标系中进行的,而解相遇问题是在直角坐标系统中进行的,为了设计出火控系统最优滤波器,需要获得直角坐标系中观测误差的相关函数。利用随机变量的特征函数和欧拉公式,首先推导了完整的直角坐标系统中的观测误差的相关函数,在此基础上根据实际条件依次进行了4步合理简化。最后,通过实例计算,分析了相应的简化可能造成的滤波精度损失,为实际的火控系统设计提供了依据。     

X型岸舰导弹火控数学模型研究

在分析了X型岸舰导弹火控数学模型存在问题的基础上,采用逐步回归的建模方法,根据×型导弹采用均匀试验设计计算的标准弹道的数据,建立了一套导弹自控段终点纵、侧向位置的预报模型,并改进了前置射击原理,清除了弹体偏航角对捕捉目标的不利影响。理论计算表明,新的火控数学模型大大减少了火控系统的原理误差,提高了瞄准精度,而且适用范围广。本文的建模方法同样适用于其他战术导弹火控数学模型的建立。     

火控系统跟踪滤波器数学模型

在防空火控系统中,滤波器和预测器的输入信号来自对目标在空中的运动轨迹的测量。在设计滤波器和预测器时,首先要对目标运动规律做出决定。过去在飞机机动性能不高的情况下,曾把目标作等速直线运动做为常用的假设,效果还是比较好的。那时所用的计算工具主要是机电模拟式计算装置,所用的理论主要是维纳滤波理论。应用维纳理论设计滤波器的方法是根据输入信号误差的统计特性,找出滤波器的最佳重量函数,然后用实际装置逼近它。维纳理论比较适合于通讯系统,因为通讯系统的输入信息为语言或编码,较符合平稳随机过程,而火控系统的输入信息一般并不是平稳的,因而维纳理论对于火控系统来说,就不太合适,或者说不太理想。60年开始出现的卡尔曼滤波是递推式计算的,特别便于在数字计算机上进行。它计算的特点是边估计状态值,边估计误差的方差值,而且能随着误差的大小调整估计,提高估计精度。它的适应性是很强的。卡尔曼滤波器的这一特点,对于火控系统来说是非常宝贵的,因为实际的工作条件往往不是最佳的。上述对目标运动规律的决定,在卡尔曼滤波器设计中就是确定目标运动的数学模型。下边介绍适合现代空中目标运动特点的几种可用的数学模型,重点是随机加速度模型。     

不完全量测下基于面目标的火控系统性能分析

针对实际工程中出现的不完全量测下火控系统性能的理论研究,将水面舰船建模为椭圆形面目标,建立了不完全量测下基于面目标测量的数学模型,给出了火控跟踪系统统计意义下的估计误差Cramer-Rao下界(CRLB);根据目标状态与射击诸元间的非线性误差传递关系,基于UT变换得到不完全量测下基于面目标的火控系统射击诸元误差方差下界。以某型舰载火控系统为例,仿真结果表明,在不完全量测下,与传统的质点目标火控系统相比,基于面目标测量的火控系统在估计性能上提高36%,火控性能提高34%。     

坦克嵌入式车场射击训练解弹道问题仿真研究

解弹道问题仿真是嵌入式射击训练的重要内容。通过对火控系统的分析,建立了基于瞄准线独立和傀儡视点的火控系统运动模型;对影响火控系统解算的参数进行了分析,建立了火控系统射击模型并进行了仿真实现。     

由DSP技术实现卡尔曼滤波算法初探

分析了现有机动目标数学模型及其卡尔曼滤波算法,并用数字信号处理器（ＤＳＰ）对１个实际算法进行了实验。实验结果表明,目标机动性能的提高将使坦克火控系统由于采用现行目标运动模型而产生较大的误差。因此,在火控系统中采用其他模型,如自适应模型等,势在必行。同时,对于跟踪精度高,实时计算量大的卡尔曼滤波算法,应用ＤＳＰ技术实现具有良好的发展前景     

卡尔曼滤波在坦克目标状态估计中的应用

分析了现有机动目标数学模型及其卡尔曼滤波算法,并用数字信号处理器(DSP)对一个实际算法进行了实验.实验结果表明目标机动性能的提高将使坦克火控系统由于采用现行目标运动模型而产生较大的误差,因此,在火控系统中采用其他模型,如自适应模型等,势在必行.同时,对于跟踪精度高、实时计算量大的卡尔曼滤波算法,应用DSP技术实现具有良好的发展前景.     

车载火控系统标定原理及误差分析

巡航导弹的快速发展改变了现代战争的作战模式,为了实现对该目标的有效拦截,将防空火控系统组网是一种有效手段。文中以车载火控系统组网为例,介绍了火控系统两种标定方法的原理,并结合目标态势对误差进行了分析,结果表明系统标定引入的误差与定位定向设备精度、标定系统距离和目标态势都是相关的。     

最小二乘滤波在某型火控系统信息处理中的应用

为了提高某型火控系统对目标的反应时间和射击精度,需要对采集到的目标运动参数信息进行滤波。采用最小二乘滤波方法,通过对最小二乘滤波的分析处理,增加了修正序列,实现了接近自适应最小二乘滤波的功能,在滤波效果上能够完全满足系统要求。最后采用5点滤波实现方式对滤波效果进行了检测,实践证明最小二乘滤波在该型火控系统信息处理中取得了较好的效果,改进了该火控系统的性能。     

自行高炮车体姿态测量误差对射击诸元影响分析

根据火控系统的基本原理,建立了火控系统解算射击诸元的模型,对自行高炮车体姿态测量误差对高炮射击诸元的影响进行了数学建模与仿真分析。研究方法及结论可以为自行高炮车体姿态传感器的设计与选型提供参考。     

随机误差对舰炮火控系统设计精度要求

针对舰炮武器系统精度设计的需求,以某型舰炮为例,采用蒙特卡洛法,利用6自由度弹道模型解算数百条弹道,求出在特定的命中概率下,火控系统修正舰艇摇摆时产生的随机误差对目标高度、水平距离及舰炮射角、射向的影响,从而对火控系统设计精度提出要求.靶场实践证明应用此方法可以提高舰炮武器系统的命中概率.     

某自行战车火控系统动态航路制定及软件实现

根据某型自行战车对空中目标作战的精度需求,为突破火控系统自带动态航路的局限性,提出了动态航路制定模型.在基准战车时目标起始点坐标进行测量的基础上,由连战斗队形配置确定全连其余战车相对基准车档坐标值,通过坐标转换计算,得到其余战车动态航路参数.采用面向对象的可视化编程语言C#2.0编写程序,设计动态航路制定软件.通过举例分析,证明了该方法的可行性,为有效提高自行战车的射击精度提供了一种较为科学的方法.     

自适应交互多模型火控跟踪算法

以舰载近程防空火控系统的跟踪预测为背景,提出一种自适应的交互式多模型跟踪算法,模型集合取为"当前"统计模型和匀速直线模型.该算法采用后验估计的方法在线辩识及自适应调整上述两个模型的噪声方差,并且采用加权系数限定准则,实现机动目标运动模式与模型集合的自适应.仿真计算证明了该模型算法的有效性.