采用非线性目标模型的目标机动检测和跟踪

本文介绍两种跟踪机动目标的方法。跟踪滤波器由两个主要部分组成:目标加速度估计和目标机动的检测。第一种方法是首先假定目标的加速度为若干分段加速度值,进行构造加速度估计器。机动检测用以证明上述假设是否正确,即证明目标是否仍保持等加速运动。如果断定目标有机动,则滤波器被重新预置,并识别出加速度值。第二种方法是建立在非线性状态模型基础上的,该模型对平面内机动的目标和非等加速运动的目标跟踪精度较好。     

俯冲机运动参数的预测

俯冲机运动参数的预测是打俯冲机的关键问题,也是难点所在。本文根据俯冲航路的特点,导出适合俯冲“全航路”的弹丸飞行时间内目标运动平均速度向量(?)_p 的计算公式,并有选择地引用“平滑”结果(历史参数)与俯冲航路的统计规律用人工适时地装定保卫目标的座标相结合的方法,较好地求取了公式中的各个参数,从而使欲探讨的问题得到解决。     

一种连续修正速度方向的导引方法

考虑制导炮弹由身管武器发射，其飞行控制能力和导引信息量有限，基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想，提出了一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置，得到落点与目标的偏差，并提出了两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间，通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立了加速度修正公式，以减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明：该导引方法简单可行，精度高，对控制能力要求较低，且具备较好的制导效果和毁伤效果，为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

低转速条件下的弹丸飞行稳定性分析

为了解决制导炮弹引信试验成本高、研制进度慢、试验条件复杂等问题,以制式榴弹为原型设计了模拟试验弹,用于模拟引信的发射环境。由于试验弹转速较低,在不采用尾翼的条件下,出炮口距离200~300 m内,弹丸是否飞行稳定,是一个需要重点考虑的问题。飞行中的弹丸,由于阻力方向与质心运动方向不一致,导致合力不一定通过质心,迫使弹体在空中翻转,所以弹体的旋转速度和气动外形设计是弹体飞行稳定的必要条件。通过对弹丸在一定距离内的飞行稳定性数值计算,用数值计算结果进行稳定性仿真分析,进而说明数值仿真计算对弹丸气动外形设计可以提供有效参考。     

控制速度方向的弹道修正导引方法

由于制导炮弹由身管武器发射,其飞行控制能力和导引信息量有限,故基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想提出一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置,得到落点与目标的偏差,并提出两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间,通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立加速度修正公式,从而减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明:该导引方法简单可行,精度高,对控制能力要求较低,且具备较好的制导效果和毁伤效果,可为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

弹丸飞行时间拟合误差对射击诸元误差的影响

分析了基本射表中弹丸飞行时间拟合误差对射击诸元误差的影响,给出了因时间拟合误差引起的射击误差的解析表达,并利用5条典型航路分析了飞行时间拟合误差对射角、射向误差的影响,得出了不同航捷、航高、斜距、目标速度下拟合误差对射击诸元误差的影响关系,从而为确定弹丸飞行时间拟合精度提供依据.     

军事知识你问我答

为什么步枪弹尖而长,而手枪弹短而圆? 答:步枪弹尖而长,手枪弹短而圆是根据其作战用途而形成的。大家知道,步枪是用来歼灭敌有生目标的,一般来说,射程远、初速高,其弹丸在飞行过程中几乎都是超音速的,为了减少弹丸在飞行过程中所受空气的阻力,弹丸应做成尖头状,而且尖弹头也易于侵入敌装甲及工事之中,同时由于步枪主要对付远距离目标,弹丸太轻了,不容易飞行到较远的地方,这就要求步枪弹丸具有足够的质量和断面密度(弹丸单位截面所具有的质量),因此,步     

要地防空弹炮结合武器系统射击时机分析

针对要地防空弹炮结合武器系统中防空导弹、火炮弹丸飞行速度和射击远近界的不同而产生的"在何时用何种武器进行射击"的问题,分析了防空导弹、火炮的弹丸飞行速度与时间的关系,在典型目标航路条件下对2种武器的射击时机进行了研究,得到在有效射击区域内防空导弹和火炮弹丸的飞行时间曲线,进而得出准确的射击时机。仿真结果验证了结论的正确性和有效性。     

小型榴弹的自毁功能

某步兵近战武器系统小型榴弹在研制过程中提出了“引信实现自毁功能,自毁时间15～20s”的要求。引信研制单位在研制过程中为实现该指标,在认真研究有关问题的基础上,做了大量的工作,设计了离心贮能式自毁机构,使引信在触发发火机构失效后,利用弹丸转速降低的特性引爆侧雷管,由侧雷管引爆主传火序列,实现引信自毁。这种离心贮能式自毁机构能满足引信实现自毁功能的要求,在弹丸触目标停止运动触发机构失效后,离心贮能式自毁机构立即作用引爆弹丸;在弹丸擦地产生跳弹时,根据弹丸旋转能量的衰减程度,引信可能在空中作用,也可能在弹丸第二次着地…     

膨胀波——未来“战神”新利器

近年来,国外军事专家在研制FCS“未来战斗系统”过程中,发现了一种全新的火炮推进技术,并运用这种新的推进技术成功地研制出一种新型火炮——膨胀波火炮。有关专家认为,在未来一段时间内,这种全新的火炮设计方法将会得到普遍的运用与推广,前景十分广阔。研究发现,当火炮发射时,药筒装药燃烧后的强大动力会将弹丸推向炮口方向,从而将弹丸发射至一定距离的目标区内。如果火药气体在炮膛内推进弹丸时,炮尾突然打开,药室内压力会骤然降低。这种压力降低现象就叫膨胀波现象。如果能人为地控制好炮尾打开的时机和速度,使弹丸在一定的时间内飞离…     

高旋弹丸弹道飞行试验的滚转角估测方法研究

为解决炮射高旋弹丸在弹道飞行试验中滚转角测量的参考比较问题,提出了一种基于太阳方位的弹丸滚转角估测方法。在给出了基于太阳方位的弹丸滚转角估测原理后,建立了一种视场中心角可变的太阳光可视模型,并给出了依据实际靶场射向及试验时间的光测应用方法与设计步骤,包括光测参数设计、光测时间窗口获取、滚转角估测计算及其估测误差分析。全弹道飞行试验验证了文中描述的利用太阳方位角的弹丸滚转角测量方法可行性。     

二维运动目标纯方位系统的部分可观测性

针对二维空间作匀加速运动的目标,对等速直线运动的单观测站纯方位目标运动分析问题进行了讨论.此时系统是不完全可观测的.本文证明了目标部分运动参数是可估计的,即目标与观察者的相对航向Kr,相对速度与初距离之比Vr/D0,加速度与初距离之比a/D0是可以解算的,并对可估计参数的有解条件进行了分析.     

空战激光模拟训练器中激光轴的定位

本文讨论了文献中提出的空战激光模拟器激光轴方位的确定问题。本文的研究表明,上述问题可以转化为预测示迹线上,对应于前置跟踪确定的飞行时间上那一点的确定问题。在假设攻击机作匀速圆周运动的条件下,给出了延迟一个弹丸飞行时间后,激光轴两个方位计算的原理式。最后还给出了两个数值计算例子。     

南理工研制发明世界首台飞行吸附机器人

<正>近日,由南京理工大学研制世界首台飞行吸附机器人(又称"谍影旋机")亮相营救人质演习。该机器人主要包括四旋翼结构、吸附装置、两自由度无线摄像头、嵌入式控制器和多种传感器等部件,具有功耗低、噪音小、续航能力强等优点,具备空中飞行能力,能够能快速移动到目标位置,实现在三维空间壁面进行稳定吸附。机器人能够长时间在线工作,实现了仿飞行生物的飞行和栖息机制,可应用于公共领域进行长时间     

迫击炮射击指挥计算机算法设计

本文提出了一组适合于在微型计算机上实现的迫击炮射击指挥算法,其中包括测地诸元计算,简单迭代法求取气象弹道修正量、理想弹道近似法求解高程差距离修正量和弹丸飞行时问的计算。这组算法具有物理意义清楚、计算精度高速度快和占用内存小的特点。     

身管在加速弹丸激励下的振动研究

研究了弹丸运动冲击下的身管振动规律.通过分离主模态,给出了运动弹丸形成身管横向振动激励的机理,得出了弹丸激励作用下身管的振动响应,并通过案例计算,获得了在运动弹丸冲击作用下的身管振动规律.结果表明,弹丸加速度越大,身管振动幅值越小;随着弹丸加速度增大,在弹丸出口瞬间,炮口振动幅值达到最大;身管刚度越大,强迫振动幅值越小.     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究，在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上，采用时频分析和涡流分析方法，建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动，采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动，从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例，仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响，并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明，受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响，弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差，其中炮口扰动引起的偏差最大，其次是弹托分离。     

基于图像分析的弹丸“出膛时刻”检测算法

现代高炮武器系统在对红外目标进行连续性高炮射击时,首发弹丸的尾焰会对红外观测系统造成严重干扰,会导致红外观测系统短时间内无法观测到目标位置,带来后续弹丸无法精确打击目标等问题。利用红外图像分析技术通过对弹丸出膛时的红外图像特征进行分析,提出了一种基于红外图像分析的弹丸出膛时刻检测算法,从而相对精确地测定出首发弹丸的出膛时刻,为更精确测定弹飞时间和提高武器系统的命中率提供了理论依据和方法支撑。实验结果表明:提出的算法能够相对精确地测定弹丸出膛时刻,算法具有一定的可行性和有效性。     

一种调节阀式气体炮建模与分析

为研究气体炮各调整参数对其模拟性能的影响 ,笔者利用气体动力学相似理论的有关知识对双活塞调节阀式气体炮进行了数学建模与分析 ,采用四阶龙格—库塔法的思想进行计算 ,并利用MATLAB语言对其进行编程 ,通过在计算机上运行计算程序 ,得出模拟弹丸的加速度—时间模拟曲线。在对模拟曲线特征进行分析的基础上 ,指出了气体炮各调整参数对弹丸加速度—时间曲线的影响。     

变加速运动目标的相参积累算法

针对高速机动目标发生多种距离走动和多种多普勒走动现象而无法实现能量有效积累问题,提出了一种不需要进行参数搜索的变加速运动目标的相参积累算法。首先,对频域脉压回波信号进行慢时间序列翻转变换,并与频域脉压回波信号相乘,可以同时校正速度引起的线性距离走动、加加速度引起的三阶距离走动和加加速度引起的多普勒弯曲。其次,采用二阶keystone变换的方法对加速度引起的距离弯曲进行校正。最后,将慢时间维信号看做线性调频信号,利用双正交傅里叶变换估计调频斜率来实现相参积累。通过仿真证明,该方法能够有效实现积累,能够实现多目标检测,相比其他算法具有优越性。