无人机规避或跟踪空中目标的自适应运动导引方法

无人机规避或跟踪空中目标可以看作是一个非线性运动导引控制问题。针对这类任务中无人机和目标存在高机动性、高时敏性等特点,提出了一种基于Lyapunov稳定性理论的无人机规避或跟踪目标运动导引方法。构建了基于精细时间运动导引方法的无人机规避或跟踪空中目标问题求解框架,并将无人机碰撞规避和机动目标跟踪问题分别转化为到达虚拟目标点和与虚拟目标点交会的问题。针对碰撞规避问题,将其转化为实现平行导引的控制问题,基于Lyapunov稳定性理论设计了无人机碰撞规避导引律。针对机动目标跟踪问题,在碰撞规避基础上,根据目标点交会的要求设计了相应的目标跟踪导引律。在Gazebo平台上开展了仿真验证实验,实验结果表明:所提方法能够有效避免大过载情况的出现,并具有较强的时变和参数适应性。     

纯角度信息的舰载无人机目标运动分析算法

为解决依据舰载无人机观测数据对目标进行定位跟踪的问题,提出了基于纯角度信息对目标进行目标运动分析的算法。根据目标运动特性,建立算法运动模型,构建等式,对其可观测性进行分析,并且利用最小二乘法,对目标运动要素解算,通过算法分析和算例仿真表明:该算法可通过舰载无人机对目标的角度测量信息,对陆上、海上运动目标进行运动要素求解,精度满足舰载无人机对目标的定位跟踪要求。     

一种三维空间目标被动跟踪算法

对海上和岸上的运动与静止目标进行跟踪,并以此为基础提供远程目标指示是进行远程火力打击的重要环节.针对这一问题,提出了一种在三维空间中基于光学测量的被动跟踪算法.利用测量到的目标方位角、高低角,结合平台自身运动要素,建立了基于最小二乘估计的目标函数.分别对海上和岸上的运动与静止目标跟踪进行仿真计算,统计结果表明:该方法能...     

基于图注意力机制的无人机目标红外跟踪技术

近些年来,无人飞行器逐步普及,给社会治安、空域管制、要地防护等领域带来新的威胁。因此,对高威胁、难辨识的无人机目标进行高准确、高稳定的搜索跟踪有着迫切需求。立足城市环境下的反无人机作战需求,针对无人机易受复杂背景干扰、地物遮挡影响及其姿态尺度变化和快速机动造成的跟踪丢失问题,结合图神经网络与注意力机制,提出一种基于图注意力机制的孪生网络无人机目标红外跟踪技术。基于图注意力机制的局部特征匹配模块,通过节点间的信息传递实现全局信息匹配,通过基于图的特征表示和特征交互,增强从目标模板到搜索区域的信息嵌入能力;目标感知区域选择机制可以适应无人机目标尺寸和姿态的变化;基于运动特征设计的切换策略,实现局部跟踪和全局重检测间的动态选择。实验结果表明,在红外无人机目标跟踪时,运用此方法可以取得稳定的跟踪结果,可以有效应对形变、遮挡、复杂背景干扰等挑战,为实现在城市环境中持续稳定跟踪小型无人机目标提供技术参考。     

强跟踪滤波器在机载云台目标跟踪中的应用

针对小型无人机地面目标跟踪系统,设计了自适应的强跟踪滤波器(STF),实现了对机载云台姿态的控制,使机动目标保持在机载云台的视场中心.根据无人机、目标与视场中心的位置关系,建立了跟踪系统的数学模型.为解决“当前”统计模型跟踪强机动过程效果较差的问题,提出了强跟踪滤波器(STF)的自适应滤波算法.当无人机加速度较大时,加入强跟踪滤波器后的跟踪曲线较平滑,误差更小.最后,仿真结果表明,机载云台姿态控制器对机动目标的跟踪效果良好,被跟踪目标保持在机载云台的视场中心.     

自行高炮模拟仿真实验平台设计与实现

自行高炮模拟仿真实验平台可应用于火控原理教学和装备科研等场合。该实验平台以某型高炮构建解算模型,采用实物和半实物仿真的方法,以实际车体模型为运动载体,集成了导航、姿态测量系统、目标探测系统和武器系统的实体模型,在仿真火控计算机的控制下,可实现目标搜索、截获、电视自动跟踪、目标运动参数求取和射击诸元计算与输出等功能,同时,可处理车体姿态信息,实现瞄准线和武器线的稳定。该平台运动载体可以自动驾驶或遥控驾驶,配合仿真道路模拟车体姿态的变化,可以仿真短停射击和行进间射击等战术动作。     

基于交互多模型的无人机运动控制

对无人机进行精确控制是有效发挥无人机功能作用的基础,无论是航线跟踪还是在任务区域内沿任务点执行任务,均可看作为无人机在时间与速度双重条件约束下到达指定位置的控制问题。针对这一问题,首先在考虑无人机飞行性能的基础上,建立了无人机的基本运动模型,包括匀速转弯模型、上升模型、下降模型、匀速直线模型和匀加减速模型;其次对无人机飞往不同目标点的运动过程进行了求解分析,表明无人机的所有运动过程均可通过上述简单运动模型的交互叠加来实现;最后,仿真实验结果验证了此控制方法的可行性,可有效解决无人机带有时间约束与速度约束的控制问题。     

罗兰特导弹的作战方式

武 器 系 统 罗兰特导弹是一种自主式全天候车载地空导弹武器系统,可用来击毁低空和中空飞行目标。它由下述设备和部件组成: 搜索雷达、跟踪雷达、光电设备、指》发送设备和射击瞄准设备, 运载车, 能源设备, 导弹。 进入雷达搜索范围内的飞机显示在荧光屏上。这时,指挥员（车长）判明和选定目标并利用跟踪雷达进行跟踪;计算器根据目标速度和飞行方向测定射击诸元。导弹不仅可通过控制指令导引,而且还可以由瞄准手借助光学设备引向目标。 导弹可以在选定的阵地上作战,也可在运动中作战。在选定的阵地上作战时,导弹能早期截获防御扇面内飞得很低的敌机,并能利用导弹的全射程进行拦击。在此范围以外,罗兰特导弹系统也应能拦截从其它空域滑翔或俯冲进犯的敌机。     

面向协同区域反恐侦察的无人机集群规划与控制

以无人机集群协同侦察多个区域内潜在的恐怖分子为背景,提出了一种基于贪婪算法的求解思路,设计了任务分配-路径规划-跟踪控制的算法流程,解决了面向协同区域反恐侦察的无人机集群规划与控制问题。首先,设计任务分配算法,为无人机分配任务区域,解决多无人机多目标的任务分配问题;然后,每一架无人机进行路径规划,生成从当前点到任务区域以及在任务区域侦察的组合路径;再使用追踪虚拟目标点的方法,使无人机沿着规划航线飞行。任务分配-路径规划-跟踪控制在线滚动执行,使无人机集群协同执行反恐侦察任务。对上述算法进行了数值仿真,并基于开源仿真平台搭建复合翼无人机协同仿真环境,进一步验证了算法流程。     

一种基于Jerk模型的机动目标单站无源定位算法

针对采用非线性较强的观测角、角度变化率、脉冲到达时间差等参数的单站无源定位跟踪系统,提出了一种新的跟踪滤波算法IMM-Jerk。该方法用Jerk模型对做复杂机动的运动目标建模,采用经过UKF滤波改进的交互多模(IMM)算法对目标实现跟踪滤波。该算法可适用于对做多种机动运动的目标的跟踪,提高了目标跟踪收敛精度和跟踪系统的稳定性。仿真试验证明了该方法的可行性和有效性,并具有较高的应用价值。最后,对IMM-Jerk算法的研究方向进行了讨论。     

基于信息系统装备指挥运行机制构建研究

着眼装备指挥变革和提高指挥效能的需要,提出了基于信息系统装备指挥运行机制的概念,构建了基于信息系统的要素式装备指挥机构模型,明确了各指挥要素职能及其相互关系,分析了装备指挥信息、决策计划、协调控制的流程,建立了装备指挥效能计算模型,以期为建设新型科学的装备指挥运行机制提供依据．     

装备作战试验概念设计框架

提出了装备作战试验目标、内容、流程和方法、组织指挥、评估的5维概念设计框架。从提高装备综合战技性能、确定装备编配运用原则、检验优化装备体系结构3个方面,明确了装备作战试验的目标定位;对装备作战适用性试验和装备作战效能试验2项主要内容进行了论释;提出了装备作战试验的组织实施流程,列出了外场实装、内场仿真、等效推算和一体化试验方法;构建了基于信息系统的装备作战试验组织指挥能力的构成框架;给出了装备作战试验评估的基本思路和主要步骤。可为装备作战试验顶层设计和创新研究提供新的手段。     

基于作战体系结构的装备指挥信息系统作战需求分析

作战需求分析是装备指挥信息系统建设的关键环节,为系统建设提供可靠依据和理论支撑.运用指挥关系模型、装备保障活动模型、作战接点连接能力、信息交换矩阵等体系结构方法对装备指挥信息系统的信息交互进行分析,得出装备指挥信息交互对装备指挥信息系统的作战需求.体系结构化方法是获取作战需求的有效途径,运用作战体系结构研究装备指挥信息系统,为科学、合理地建设装备指挥信息系统提供了一种新的分析研究方法.     

装备保障指挥Agent框架建模

针对装备保障指挥难以用高度程式化的数学模型进行描述的问题,构建了一种装备保障指挥Agent框架模型。介绍了Agent建模方法,分析了装备保障指挥的指挥流程,并根据装备保障指挥流程和Agent的建模特点抽象出装备保障指挥Agent框架结构,对其中的各Agent内部模块进行设计,并对各Agent之间的通信模式进行了研究,设计的结构模型可为其他同类研究提供参考。     

陆军无人装备作战指挥信息系统

本文对陆战场无人化、智能化作战需求及其对指挥信息系统的能力要求进行分析。以美军为典型样例对无人装备的指挥信息系统发展现状进行分析,对无人装备作战指挥信息系统体系架构进行构想,并提出未来需重点突破的关键技术,最后对军队无人装备指挥信息体系的发展提出了几点建议。     

基于粗糙集理论的装备保障指挥系统效能评估指标体系约简

针对目前建立的装备保障指挥系统效能评估指标体系评价指标繁多,存在重复、等价的不足,通过验证各评价指标相对于决策属性是否必要与验证各子集组合相对于决策属性是否独立,建立了基于粗糙集理论的装备保障指挥系统效能评估指标体系约简方法,对评价指标进行了约简,建立了约简的装备保障指挥系统效能评估指标体系,可为装备保障指挥系统效能分析提供依据。     

基于UML的装备保障指挥控制工作流模型

为优化和描述装备保障指挥控制,提出将UML与工作流技术应用于装备保障指挥控制建模的方法,并从过程视图、组织视图、资源视图和信息视图4个方面给出了装备保障指挥控制工作流模型实例。     

基于虚拟飞行仿真的导弹控制系统设计

根据风洞虚拟飞行仿真系统的特点以及试验要求,设计了用于风洞虚拟飞行仿真的模型导弹的俯仰、偏航和滚转通道控制系统。导弹俯仰通道采用了迎角指令控制的三回路闭环控制结构,滚转通道采用了滚转姿态角指令控制的两回路闭环控制结构,而偏航通道采用液压驱动机构来开环控制侧滑角。利用极点配置法设计了俯仰和滚转通道的控制增益。最后通过数字仿真对所设计的控制系统进行了仿真验证。从数字仿真结果可以看出,无论是时域还是频域,所设计的俯仰和滚转通道闭环控制系统均能满足风洞虚拟飞行仿真的要求。     

单脉冲测角在BM突防干扰机上的应用

高分辨雷达(HRR)使用目标HRRP检测目标,由此要求弹道导弹(BM)突防干扰机生成的多假目标信号中包含BM弹头HRRP信息,HRRP长度是HRRP的一个重要特征,需要通过测量雷达观测角计算得到,BM突防干扰机自旋,自身三维姿态难以提取,二维单脉冲测角系统难以应用,一维单脉冲测角系统根据自旋特点,可间断地测得雷达观测角,干扰机和BM弹头运动以及干扰机自旋对测角精度影响较小,间断得到的雷达观测角可以用来计算BM弹头HRRP长度,指出了干扰机章动是影响测角精度的主要因素,最后说明了探讨的方法对目前BM突防干扰机设计具有一定实际工程意义。     

无人机警戒雷达仿真系统的建模与仿真

针对海面静止和移动目标的探测、感知、识别、成像等问题,建立了由数据/控制接口、人机界面及多个算法模块组成的无人机警戒雷达仿真系统。系统采用模块化方法对目标运动特性、环境特性和警戒雷达的功能特性进行建模与仿真,主要用于模拟现实装备中此类载荷的基本功能,从数字化仿真层面实现了无人机警戒雷达载荷功能的再现与性能测试,并能完成与指挥控制台之间的信息交互,同时系统具有很好的可扩展性,可以作为整个作战仿真系统的一部分,嵌入到更复杂的作战仿真系统中。