舰载无人机光电载荷对岸射击观测最佳收容面积模型

摘 要：基于对舰炮对岸射击时弹着在斜面上的散布、射击诸元误差和射击误差的分析与建模,建立了舰载无人机光电载荷对岸射击观测最小需求收容面积和最佳收容面积的计算模型。通过对该模型的求解,可以确定出满足最佳收容面积的对岸射击观测参数,为舰载无人机光电载荷实用对岸射击观测参数的确定奠定了基础。     

舰载无人机光电载荷对海上目标搜索决策分析

构建了光电载荷对海面目标收容能力分析模型,提出了＂收容畸变率＂的概念,给出了光电载荷在不同视场角下的最小可用视轴俯角和理论最大探测距离,为光电载荷对海搜索理论与方法的研究确定了逻辑起点;构建了＂搜索参数＂限制分析模型,给出了光电载荷的理论＂搜参＂范围,为实用＂搜参＂范围的确定奠定了基础;提出了光电载荷＂海面分辨力＂的概念,建立了海面分辨力计算模型,给出了光电载荷针对不同的海面目标的实用＂搜参＂范围。     

基于运动学模型的灵巧成像卫星观测摆角算法

针对灵巧成像卫星对地面目标观测摆角的计算问题,考虑地球自转和卫星在轨运动等约束,利用空间坐标变换建立了基于椭球体的空间运动学模型.在此模型的基础上,给出了任意时刻卫星对目标观测摆角的计算方法.仿真结果验证了方法的正确性.任意时刻观测摆角的获取为灵巧成像卫星任务调度提供支持.     

舰载无人机对岸可观测安全飞行空间分析模型

基于舰载无人机对岸上目标的观测能力出发研究出的"理想观参",考虑各种因素对舰载无人机在任务区域飞行安全的影响,建立了地理通视性分析模型、地理可飞性分析模型、飞行可控性分析模型、弹道安全性分析模型和观参上限分析模型;综合上述模型,给出了舰载无人机可观测安全飞行空间,满足可观测安全飞行空间的观测参数即为当前环境下的"实用观参";根据本文模型研制的舰载无人机对岸射击观测辅助决策软件,实现了舰载无人机对岸射击观测的科学决策。     

舰炮对岸无瞄准点射击诸元计算模型

介绍了一种新的舰炮射击方法--舰炮对岸无瞄准点射击概念、原理,建立了目标相对坐标计算模型、观测舰位坐标转换模型,解决了水面舰艇舰炮对岸上目标射击诸元计算问题.舰炮对岸无瞄准点射击,解决了水面舰艇全天候对岸应召射击问题,显著提高了舰炮对岸打击能力和战术使用的灵活性.     

编队对岸打击作战中舰机协同研究

针对编队对岸上目标进行巡航导弹攻击时的舰机协同问题,根据巡航导弹航路区域和目标的方位、距离以及编队队形,建立了反潜直升机安全警戒扇面角模型.以此为基础,分析了不同威胁条件下舰机协同的问题,运用仿真计算,得到了安全警戒扇面角与警戒半径的关系,给出了切实可行的舰机协同方法,可辅助指挥员进行战术决策.     

舰载无人机光电载荷对海搜索方式与搜索宽度

搜索方式与搜索宽度是舰载无人机对海搜索效率与搜索力配置研究的基础。基于舰载无人机及其光电载荷的性能特点,提出了舰载无人机对海搜索的七种基本搜索方式,并从不同的角度对舰载无人机对海搜索方式进行了分类,给出了搜索方式的选择方法;建立了舰载无人机光电载荷搜索宽度计算模型,为舰载无人机系统采用不同的搜索方式进行搜索时计算其搜索效率和搜索力的配置提供了决策依据。     

自导深弹导引弹道设计与仿真

针对自导深弹自导系统设计过程中,面临的简化目标探测系统和弹体姿态控制系统的要求,设计采用自动调整提前角导引算法作为自导策略;操极限舵,采用直接由导引算法得出舵角值的弹体姿态控制方法.给出了纵平面内深弹运动学模型、目标运动学模型、深弹与目标相对运动模型的数学描述,并在Matlab/Simulink 环境下完成了以上三个模型的实现和子模块封装, 编制了描述深弹整个自导过程的Simulink模块化程序;给出了自导深弹自动调整提前角导引方法的实现原理,并基于Simulink/StateFlow工具箱建立了该导引算法的图形化程序进行了仿真研究,验证了导引方法的有效性.     

考虑可观测度的反交会规避机动方法

针对具有自主接近能力的航天器开展了反交会规避机动方法研究。建立了仅测角相对导航模型,随后利用状态估计误差给出了可观测度的定义,量化了可观测性指标。以可观测度为评价指标,提出基于虚拟轨道的可观测度计算方法,以可观测度梯度对规避机动方向进行优化,保证了规避机动使目标航天器的可观测性达到最大弱化,并给出了规避机动大小计算方法。给出了仿真算例,结果表明提出的方法能够使系统的可观测性明显减弱,达到了设计要求,为规避机动研究提供了一种新视角。     

提高陀螺经纬仪光电测角装置测角精度研究

结合陀螺经纬仪的寻北实现,对影响陀螺经纬仪光电测角装置测角精度的几个可能的因素进行了分析,这些因素包括光源发光的不稳定性、成像中心位置变化、CCD像元响应的不均匀性及非线性、机械形变和光路装调误差等。针对主要误差因素提出了提高该光电测角装置精度和稳定性的措施,为高精度光电测角装置的设计和实现提供参考依据。     

高功率微波弹的杀伤效果分析与仿真

根据高功率微波弹微波脉冲的攻击入射角,给出了高功率微波弹杀伤区域模型,结合高功率微波损坏和干扰电子元器件的能量阈值,提出了高功率微波弹对目标的失效区、干扰区及安全区的概念,并建立相应的数学模型进行了仿真分析,为高功率微波弹攻击参数的设定及实际的作战运用提供了理论依据。     

无人飞行器静稳定性问题的研究

从飞行器静稳定性的定义出发,介绍了3种不同的静稳定性,即纵向静稳定性、横向静稳定性和航向静稳定性。分别讨论了3种静稳定性的判据,进一步分析了影响静稳定性的部件和因素,说明了采用放宽静稳定性对无人飞行器产生的影响。     

航天应用载荷的高精度时间同步与共用信息分发

应用载荷直接获取航天器平台的时间和公共测量信息,并不能完全满足载荷的高精度时间基准和共用信息使用需求。一些功能载荷具备向外输出高精度时间和状态测量信息的能力,但硬件接口资源有限。将功能载荷作为FC-AE-1553光纤网络的一个节点,在FC-AE-1553光纤网络中叠加IEEE 1588v2时间同步协议,功能载荷的高精度时钟源能同步给有需求的其他载荷。并在时间同步的前提下,将功能载荷的测量数据如定位数据、姿态数据和轨道数据等共用信息同步发送至网络上的其他载荷节点。通过时间同步与同步发送机制,解决了各载荷对高精度时间和共用信息的需求,弥补了专用信息硬件接口资源的不足。结果表明,与直接利用航天器平台的信息源相比较,当时钟源和共用信息来自功能载荷时,FC-AE-1553网络时间同步之后的时间基准精度和共用信息利用性能高出3个数量级,载荷获取的UTC时间精度达到百纳     

基于微分平坦的高超声速滑翔飞行器轨迹规划

针对高超声速滑翔飞行器再入轨迹规划问题,提出了一种基于微分平坦理论的三自由度轨迹生成方法。在分析纵向运动简化模型的微分平坦属性基础上,将纵向参考轨迹规划问题映射到平坦输出空间,消除微分动力学约束的同时降低系统设计的维数,进而提高求解效率;采用全局插值多项式参数化平坦输出函数,将问题转换为非线性规划问题求解;设计比例-微分反馈控制律跟踪纵向参考轨迹,同时采用航向角误差走廊控制侧向运动,实现三自由度轨迹生成。仿真分析表明所提出的方法能够较快生成满足多种约束且性能优化的飞行轨迹。     

基于星架系统结构参数的卫星载荷减振方法

卫星工程中广泛采用的有效载荷支架结构可能会与卫星主体结构发生动力耦合,进而造成有效载荷响应显著放大。进一步将有效载荷支架与卫星主体结构考虑为一个整体系统(称为星架系统)。采用有限元方法建立某型卫星系统级动力学分析模型,从中提取结构参数建立集中参数模型,并针对结构参数进行单变量影响分析。结果表明:所建集中参数模型能够反映支架结构与卫星主体结构之间动力耦合规律,载荷响应对两者频率参数的敏感程度远高于其阻尼和质量参数,卫星结构设计阶段应重点考量主体结构和支架结构频率关系以优化卫星载荷的动力学环境。     

基于自由空间光的无人机集群通信载荷技术发展现状与趋势

对基于自由空间光(Free Space Optical, FSO)的无人机集群通信载荷技术应用需求进行了归纳总结,论述了FSO通信技术及应用在无人机载荷的国内外发展现状,展望了高速移动通信环境下无人机集群FSO通信载荷技术的未来发展趋势,进一步深入分析了应用于无人机集群的FSO通信链路的关键技术。可以预见,基于FSO的通信载荷将广泛应用于未来无人机集群的大带宽通信组网。     

基于3D模型的运加油车辆纵向稳定性校核

在运加油车辆纵向稳定性校核中，准确确定在坡道使车辆倾翻最危险时罐内油料的装载量和质心位置是关键。由于罐体形状的复杂性，使得理论计算非常困难。介绍了利用3D模型对运加油车稳定性校核的新方法，该方法可快速准确地求解各种复杂罐体运加油车在坡道上不同装载量下的质心位置。     

单极化圆台相控阵天线的空域极化特性

针对水平或垂直极化偶极子激励的单极化圆台相控阵天线,建立了其电扫描时空域极化特性的数学模型.理论分析和仿真结果表明单极化圆台相控阵天线的空域极化比随观测角偏离法线方向的角度单调递增,随斜面倾角增大而单调递减.同时,圆台相控阵天线的方向图与阵元极化方式、波束指向角以及观测角有关.圆台阵面规模越大,方向图和空域极化变化越丰富.以上结论为基于圆台相控阵天线空域极化特性的极化散射矩阵测量、极化滤波和抗干扰等研究提供了理论依据,为全极化圆台相控阵天线设计、极化特性分析和极化校准等研究奠定了理论基础.