几种结合目标战术意图的跟踪模型研究*

传统的数据处理方法没有与机动目标的战术意图结合起来,往往不能适应现代反舰导弹的运动模式.针对这一问题,结合导弹战术意图信息,根据运动学或动力学规律推导得出机动目标跟踪模型,可较真实地匹配目标的机动情况,目前,此类模型主要有转弯运动模型、比例导引运动模型和跃升俯冲运动模型等.在特定的作战时机,可取得较高的跟踪精度和较理想的作战效果.     

基于坐标转换目标动态RCS时间序列研究

考虑目标机体坐标系与地面雷达坐标系之间的坐标转换关系,计算得到了雷达视线在目标坐标系中的方位角和高低角。通过对典型目标建模,得到目标全空域的静态RCS值,并利用Matlab仿真分析了动态目标的RCS特性和突防概率变化。仿真结果表明:不同飞行高度以及不同的航路捷径均可以影响机动目标的RCS序列,且当目标作适当的俯仰机动后,减小了目标RCS,给作战飞机设计飞行航线提供仿真依据,给成功实现突防带来一定影响。     

单机动目标跟踪建模的新探索

建模是机动目标跟踪领域需要研究的一个重要理论课题之一。根据指挥自动化系统的特点,本文提出了一种新的更符合指挥自动化系统战术要求的圆弧机动模型——非线性机动中心坐标系模型(Nonlinear Maneuver-Centered Coordinates Model—NMCCM),与坐标旋转模型(Coordinated Turn Model-CTM)[4] 和J. A.Roecker的机动中心坐标系模型(Maneuver-Centered Coordinates Model—MCCM)[2]相比,这种新的模型不仅能以较高精度估计出目标的位置、速度和航向,而且能估计出目标圆弧机动的中心和半径,为指挥、辅助决策和实时拦截引导提供更多的参考数据。     

网格坐标转换为雷达测量坐标的工程化算法

目前,我军对空情的报知,仍采取方格坐标指示空中目标信息的方法,对于远距离目标一般使用九九方格坐标进行目标指示.在研制防空指挥控制系统时,必须考虑如何将指示目标的网格坐标转换到适当的坐标系统内,以便进行相应处理.根据地面防空武器坐标系的设置方法和防空作战实际,提出了网格坐标转化为雷达测量坐标的工程化算法,实践证明,算法完全满足工程研制需要,可大大提高指挥效率.     

海上机动目标群威胁预警建模及仿真实现

在陆基弹道导弹与海上机动目标的攻防作战过程中,需要研究双方火力控制范围的变化情况,并对海上机动目标群的威胁进行报警.根据海上机动目标运动特性,提出用灰色模型与自回归时序AR组合建模方法构建机动目标运动预测模型.依据此模型对双方火力控制区的变化进行预测,最后给出了海上机动目标威胁预警仿真系统的实现思路.解决了陆基弹道导弹对抗海上机动目标群的作战保障工程的部分问题,具有较强军事应用价值.     

用于纯方位机动目标跟踪的机动探测法

假设目标在某时刻发生折线机动,并且目标在机动前后都是做匀速直线运动。所提出的机动探测算法通过探测这种变化得到探测时刻。这种算法是基于对方位预测误差的均值变化进行分析的。然后估计出目标机动时刻,并从机动时刻起重新设置滤波器,估计出目标机动后的运动参数。典型的机动TMA态势仿真结果表明,该算法对于一般的目标折线机动可以有效地进行跟踪。     

舰炮发射增程弹道修正弹测量弹道坐标转换

为了对增程弹道修正弹进行偏差计算、形成修正指令,需要对测量的一段弹道参数进行辨识,目前的辨识算法都是基于相对地球静止射面坐标系的,但是,舰炮发射修正弹以后舰艇继续机动,跟踪雷达随之运动和摇摆。针对舰艇作战环境的特点,建立了舰炮发射增程弹道修正弹测量弹道坐标到射面坐标系的转换模型,并采用基于弹道方程的滤波方法对转换后的坐标数据进行了仿真。建立的模型可以为舰炮发射修正弹的火控软件研制提供参考。     

滞留时间毁伤概率及其统计特性

分析了当前陆、海、空装备在机动作战中对机动目标射击过程的共性,即在常态瞄射过程中机动目标会随机穿越有效射击域.研究表明,用传统的分析方法所得结果不能真实有效地反映出这种情况下的毁伤概率.为此,提出了目标对射击域具有随机滞留时间情况下的毁伤概率及其统计特性问题.通过机动目标随机穿越射击域时的概率特性,得到滞留时间毁伤概率及其统计特征量的数学表示和计算公式以及求解毁伤概率的近似公式.最后给出算例及相关结论.     

姿态测量/激光测距的无人机目标定位模型

无人机在支持舰炮对岸火力支援中,需要实时向射击指挥员提供满足精度要求的目标坐标.目前我军某型无人机采用的实时目标定位模型在复杂地形条件下存在较大原理误差,且缺乏对机动目标的连续定位能力.针对这一情况,给出了一种基于姿态测量/激光测距的目标定位模型.经误差仿真,复杂地形连续定位精度满足作战要求.     

无人机载激光制导武器系统目标参数测量与分析

在综述无人机载激光制导武器系统目标参数测量系统组成和基本工作过程的基础上,通过分析成像设备的投影变换和逆投影变换的原理,综合激光测距获取的目标距离信息推导计算了目标在摄像机坐标系中的坐标和目标在地球坐标系中的坐标.最后对一组目标参数测量试验数据进行了分析.结果表明计算方法具有较好的准确性和精度.     

战车火控仿真评估系统仿真控制与测试分系统设计

战车火控仿真评估系统是为适应新装备的预研与研制、现装备的技术改造、部队的技术保障需要而产生的,这一系统是综合有火控系统、指控系统和电子综合化系统的半实物仿真与性能评估试验平台,而其中的仿真控制与测试分系统又是重要组成部分,起着仿真控制、数据处理、传输等重要作用.在分析仿真控制与测试分系统功能的基础上,确定了仿真控制与测试分系统基于CAN总线的分布式设计方案.     

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。     

基于DDS的编队协同防空火控系统集成技术研究

针对舰艇编队的协同防空作战需求,对舰艇编队的火控系统集成技术展开了研究,提出基于DDS集成技术的编队协同防空火控体系架构。其中,采用以数据为中心的发布/订阅模型可以做到火控数据的按需分发,避免冗余传输;同时能够形成松耦合、开放式的体系结构,使系统架构具有动态自组织特性。使用QoS策略能够有效地控制和管理网络及硬件资源,实现数据分发的高实时性和高可靠性。根据测试结果分析,基于DDS的集成技术可以较好地满足协同防空火控系统的集成需求。     

基于BP网络的某型火控雷达角跟踪系统故障诊断

在介绍BP网络基本结构原理及其学习算法的基础上,结合某型火控雷达的特点,以角跟踪系统作为被诊断对象,运用BP神经网络的数学模型及学习算法对其进行故障诊断。诊断结果表明BP网络能够准确地诊断出样本的故障,提高了某型火控雷达角跟踪系统的一线维修效率,为提高火控雷达故障诊断效率提供了一种新的途径。     

雷达无线组网抗干扰技术

介绍了将三部火控雷达进行无线组网的一种方法。系统的网络拓扑结构采用星形结构,各子站由单片微型计算机、雷达数据采集模块、调制解调器和调频无线电台等组成,信息处理中心由通用PC机实现。雷达无线组网后,即可通过该系统的坐标转换功能实现雷达间的资源共享,也可实现实时的无源交叉跟踪和定位,还具有一定的抗反辐射导弹攻击的能力,从而形成一个综合抗干扰系统。     

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%。     

空中机动平台光电载荷无源定位算法及坐标变换分析

针对空中机动平台搭载光电载荷实现对目标无源定位的应用背景,提出一种基于最小二乘的无源定位方法;对其中涉及到的各种坐标系进行了分析,并对坐标系之间的转换进行了讨论.仿真数据及试验数据的分析,验证了所提出的定位算法的有效性及坐标系转换的正确性.     

量测坐标系下的纯距离自适应跟踪算法

为避免传统雷达数据处理方法中因坐标变换而导致噪声统计规律变化的问题,基于“当前”统计模型,在量测坐标系下提出一种纯距离自适应跟踪算法。算法基于拟合的思想,利用纯距离信息在量测坐标系下进行滤波计算,避免了由于坐标系的变换而产生的偏差和耦合误差。针对目标发生机动的情况,实时地调整加速度方差,从而达到自适应跟踪目标的效果。仿真结果表明,该算法对目标状态的估计更加精确,对机动目标具有较好的跟踪性能。     

火控雷达有源诱饵三点源布局研究

火控雷达由于特殊的工作方式更容易受到反辐射导弹的攻击,为火控雷达配备有源诱饵并研究其合理的布局方式非常必要．基于有源诱偏技术的基本原理,以三点源诱饵系统为研究对象,建立了一种新型的布局模型．为避免采用某种特定布局进行仿真并比较的研究方式,模型通过变动雷达在整个诱饵系统中的布局位置实现了对各种布局形状的仿真,获得了系统诱偏效果与雷达位置的对应关系．仿真结果表明,系统的诱偏效果与雷达到诱饵中心位置的距离有关,找到了火控雷达在诱饵系统中最合适的布置区域,使系统达到最优的诱偏效果．     

舰炮火控中滤波和预测的新思路

通过对现有火控中应用的滤波和预测方法的剖析和对火控输入信号及噪音的分析 ,提出了一种新的滤波和预测原理——闭环跟踪滤波原理。采用随动系统原理、误差相消原理和自适应控制原理相结合的方法 ,适合一次或二次运动的目标和噪音频谱大于目标运动频谱 10倍频程以上的情况 ,并能获得既快又精确的目标现在点参数和未来点位置值。