寻的制导导弹飞行时间递归估计

本文研究计算精确的飞行时间估计问题。在实现为时变速度导弹制定的各种最优制导律时,这是一个重要问题。介绍以非迭代方式修正飞行时间的递归飞行时间计算方法。该递归方法含有显式计算由非零初始航向误差产生的飞行时间误差的一种误差补偿特征。对任何导弹速度剖面,所提出方法的实现是简单而直截了当的。各种数值例子表明所提出的方法对最优制导律以及比例导航和增广比例导航都是有效的。     

基于衰减记忆的地形辅助导航算法

地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点的重要方法之一。提出了基于衰减记忆的地形辅助导航算法,算法使用了一个新的相关算子,根据量测值存在的历史时间长短,对量测值赋以不同的权值,用一个递归表达式递归地计算相关值。该算法在提高定位精度的同时减少了计算量和存储空间,从而提高计算速度,并连续输出定位结果。仿真结果表明该算法的正确匹配率、均方根误差和圆概率误差均优于TERCOM算法。     

跟踪机动目标的一般输入估计方法

本文提出一种新的目标跟踪输入估计方法。传统输入估计方法的主要缺陷是假设目标机动强度在检测窗内是常量。本文的新方法把目标的机动视为一些基本时间函数的线性组合,从而克服了上述缺陷。由此得出的算法具有包括此前输入估计研究成果的一般形式。根据选取的机动模型和其他设计参数如检测窗宽度、量测噪声水平和采样周期等,研究检测灵敏度,并据此分析了本文算法的检测性能。计算机仿真研究表明本文新算法的性能比得上Bogler输入估计方法,且计算时间大大减少。     

改进的多目标角跟踪算法

本文介绍了最近提出的使用传感器阵列输出的多目标角跟踪算法的改进方案。在保持原算法所有好的特点的同时,由于在更新目标角度估计中使用了递归近似,改进方案大大减少了误差的传播。常信号协方差矩阵的假设已不必要。通过涉及两个动目标跟踪的计算机仿真验证了所提出算法改进的性能。     

基于候选轨迹统计模型的红外弱小点目标检测(英文)

建立候选目标轨迹集合,以候选目标轨迹集合为样本空间,利用沿候选轨迹的能量积分构造此空间上的概率分布,从而建立候选轨迹的概率统计模型.以此模型为基础,设计了一种弱小点目标检测方法.通过蒙特卡罗实验方法调节模型参数,使得算法的检测性能达到所提出的指标.该算法规避了以往算法中需要获得解析形式的候选轨迹密度函数的限制,因此能检测出沿任意方向作直线运动的点目标.最后,针对给定的弱小点目标观测图像序列,利用所提出的算法进行检测,仿真结果证明此算法是有效的.     

使用位置和速率量测值的三状态卡尔曼跟踪器

本文叙述了跟踪类似飞机的运动目标的三状态卡尔曼跟踪器,该跟踪器利用使用脉冲多普勒处理过的边跟踪边扫描雷达传感器获得的位置和速率量测值,例如,提供清晰的多普勒数据的动目标探测器就是这种雷达传感器。在白噪音机动能力的假设条件下,已经解析地获得了稳态滤波器参数。这些参数的数值计算与用递归卡尔曼滤波器矩阵方程得到的数值计算完全一致。在只能得到距离量测值的情况下,作为这种模型的特殊情况获得了这种情况的解。为了举例说明这个解是怎样取决于不同的参数,本文还介绍了归一化的协方差和增益图象。     

惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真

提出了低成本惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真器的设计方案.根据捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理,仿真器能模拟纯惯性导航、组合导航及纯数字仿真、半实物仿真等多种导航模式,绘制导航参数和误差曲线;可灵活设置航路点,系统自动生成航行轨迹,在电子地图中动态显示航迹和导航参数.仿真器为捷联姿态矩阵算法和导航算法提供验证数据源,为组合导航系统性能的研究提供可视化平台.实际应用表明,仿真器性能可靠,能极大地减少组合导航系统研究开发成本.     

红外系统探测巡航导弹的方法研究

从国外红外探测系统在巡航导弹探测以及应用方面的现状出发,分析了巡航导弹的红外特性和远距离条件下的成像特征,估算了红外探测系统对点目标作用距离。提出用并行差分滤波器去除背景,用逻辑与剔除噪声,用递归方法累积目标轨迹的算法。实验结果与分析表明基于差分基础上的逻辑与方法对速率>0.2像素/帧的目标具有较好的检测效果。     

基于解距离的纯方位观测器最优机动轨迹

目标距离是潜艇进行作战决策和武器使用时考虑的一个重要参数。为了在纯方位观测条件下快速解算目标距离,提出了一种新的几何算法,即利用假想方位与观测器测量方位的几何关系,通过解平面三角形获得目标距离的解析解。对距离误差进行了分析,提出降低距离估计误差的观测器最优机动方案,并求得观测器等速运动时最优机动航向的解析表达式。进一步提出了一种工程简化的次优机动方案,并求得其解析解。所提出的解距离方法和最优机动方案具有理论和工程应用意义。     

缓存需求驱动的无人机轨迹优化

在移动边缘计算网络中,无人机搭载缓存服务器可视为移动的边缘节点,它可以按照一定的顺序接近每个地面终端。根据需要缓存数据量的大小,结合无人机能源受限的特点,提出了缓存需求驱动的无人机轨迹优化方案。该方案的目标是用最短的时间满足某一区域内所有地面节点的通信需求。首先,假设无人机与地面网络节点的通信顺序已知;然后,在此基础上根据地面节点的数据传输量,即无人机需缓存的内容长度,设计了一种基于半监督学习的无人机轨迹优化策略。具体而言,根据无人机的计算系统中是否存储最佳飞行轨迹或者贪心指数的大小,可将算法细分为启发式和半监督模型两大类,依实际情况进行选择。仿真表明,方案提出的轨迹长度相比对比方案优化了22.1%~33.5%,可以有效缩短无人机飞行距离和减少飞行时间,从而可更有效地为地面网络节点提供边缘计算服务。     

大动态范围星载导航接收机AGC电路性能分析与优化设计

"导航战"条件下要求接收机具有较强的抗干扰性能,射频电路是制约接收机抗干扰性能的瓶颈之一。针对星载导航接收机的特点,同时兼顾弱信号接收与强信号接收的情况,以接收机在整个信号范围内工作时能够抑制的干信比J最大为优化目标,分析了电路允许实现的最大干信比Jmax及射频电路各级增益的求解方法;进而针对纯电阻网络组成的特殊AGC电路,简化了求解方法;给出了该类AGC电路的设计实例,测试结果满足35dB的干信比指标要求。分析方法不仅适用于导航接收机设计,还可推广应用于指导各类接收机的设计。     

北斗卫星导航系统多进制LDPC编码性能评估

考虑到卫星导航系统传输距离远、落地信号功率低，导航接收机在复杂遮挡环境下可能受到干扰不能正常解调电文，导航电文设计中一般采用纠错编码获取编码增益来提升恶劣环境下的解调性能。随着技术水平的提高，各大系统在现代化升级过程中越来越多地采用性能更优的纠错编码，北斗全球系统现代化信号导航电文将采用多进制LDPC编码。在研究多进制LDPC编译码原理基础上，首次对北斗采用的64进制LDPC进行了软件仿真和硬件实现，对北斗卫星导航系统多进制LDPC编译码性能和实现复杂度进行了仿真分析和试验平台测试，结果表明，多进制LDPC编码方案具有较高的编码增益，相对二进制LDPC有0.4~0.8 dB的优势，对于恶劣环境下的解调性能具有较大改善，该研究可为北斗现代化信号接收终端研发提供参考。     

理想带限条件下码跟踪环路的精度分析

伪码跟踪是卫星导航接收机中的关键环节。码环的跟踪精度直接决定了接收机的定位性能,因此对码环跟踪精度的分析一直以来都是研究的热点,并且已经取得了很多重要成果。目前已有的结论大都从频域的角度表示带限信道的影响,但是频域表达式存在计算复杂,难以应用于实际情况的缺点。本文针对目前存在的不足,从时域相关函数的角度提出了码跟踪精度的解析表达式。该表达式简单直观,可以方便地应用于码环性能的分析,对导航信号接收机的设计具有重要的指导作用。     

空间交会轨迹安全特性分析

建立了空间交会轨迹安全性定量评价指标体系,考虑实际交会中的导航和控制误差扰动,利用相对轨迹散布的3σ椭球来定量描述追踪器和目标器之间的轨迹安全性。采用正交试验设计方法分析交会时间、脉冲次数、脉冲间隔等对安全性指标的影响,结果表明机动时间的影响最显著,脉冲数目次之,脉冲间隔变化影响甚微。数值仿真分析了交会初始条件影响,分析表明共面交会-R-bar接近时安全性指标最小。分析了影响因素和初始条件对推进剂消耗的影响,结果表明影响效果与安全性指标相反。这项工作为安全交会轨迹设计指明了方向,为交会轨道的多目标最优设计提供了设计思路。     

使用位置量测值乘积的多目标跟踪(一)

本文主要介绍用于多目标跟踪(MTT)中航迹保持的对称量测方程(SME)滤波器的继续研究。与其他的MTT方法比较起来,在SME滤波器中,为了进行目标状态估计,没有必要考虑目标/量测互联,这将导致MTT问题计算复杂性的实质性的简化。本文集中在由原始位置量测值的积构成的和产生SME的情况。对于其运动包括围绕等速轨迹随机扰动的N个目标情况研制了SME滤波器。假设x坐标位置的量测值是可得到的,并假定量测数等于目标个数。研究了SME滤波器的各种解析特征,尤其是证明了:在极不充分的条件下,估计误差方程是局部指数稳定的。通过把SME滤波器与最佳(最小方差)估计器比较和在六个目标情况下进行的计算机模拟研究了SME滤波器的性能。     

基于动态规划的检测前跟踪算法中的目标鉴别方法

基于动态规划的TBD算法是检测微弱目标的有效方法,但在多帧积累中的动态规划处理会导致目标和强噪声的扩散进而产生较多的虚警.提出了一种利用轨迹特征进行目标鉴别的新方法.该方法利用噪声引起虚警在轨迹上具有很强的随机性这一特点,基于多阶方向直方统计进行目标鉴别.另外,还提出了一种局部极大值法和方向直方统计法级联的目标鉴别方案.仿真结果表明,方向直方统计法在消除噪声引起的虚警和保留真实目标方面都有很好的效果.而新的级联鉴别方案对于噪声引起的虚警和目标扩散引起的虚警都有很好的鉴别效果.     

多模型滤波器

本文研究了多模型滤波器的最优设计问题。多模型滤波器在跟踪目标时,使用了不同的局部模型。其中用到两个模型:常速(CV)和常加速(CA)模型。得到了保证最优多模型滤波存在的充分条件。这个问题是在开关增益是对角矩阵的条件下解决的。用一个模拟的目标轨迹对此滤波器的性能进行评估。     

高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化

轨迹优化是高超声速滑翔式飞行器关键技术之一.为避免间接法求解轨迹优化问题时对初值敏感以及伪谱法求解轨迹优化问题中难以处理航路点和禁飞区等问题,提出采用基于Akima插值多项式的直接法求解高超声速滑翔式飞行器再入轨迹优化问题.以驻点热流密度最小和到达目标点时间最小为优化目标,考虑了终端约束、航路点约束、禁飞区约束、动压约束、过载约束等约束条件.仿真结果表明:采用的插值方法可以减少插值过程中的控制变量越界问题;得到的Pareto前沿具有良好的分布性,在初步设计时能够给设计者较大的选择余地;和文献中的单目标优化结果相比,本文所采用的算法也具有较好的寻优能力.     

高超声速滑翔目标多层递阶轨迹预测

为给高超声速滑翔目标态势与威胁评估、拦截防御等提供先验知识,提出一种多层递阶轨迹预测方法。该方法借鉴多层递阶预测理论对预测模型进行随机补偿,将轨迹预测问题分解成气动参数和模型误差的混合预测以及在此基础上对目标轨迹的预测。方法首先利用气动参数增广状态向量进行动力学建模,对气动参数和模型误差进行混合估计,根据参数估计值进行时间序列预测。然后,在参数预测的基础上,利用动力学模型积分预测目标轨迹。仿真设计了2种有规律的飞行模式仿真场景,分析跟踪与预测时间对预测精度的影响,结果表明算法具有稳定可靠的轨迹预测能力。     

非奇异快速终端滑模及动态面控制的轨迹跟踪制导律

针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限时间内跟踪预设轨迹并避免出现奇异问题,采用快速非奇异终端滑模和动态面控制方法进行制导律设计。推导出视线角误差和轨迹跟踪误差之间的数学关系,并利用Lyapunov稳定性准则证明轨迹跟踪误差最终有界任意小。与弹道成型轨迹跟踪制导律进行仿真对比,仿真结果表明所提出的制导律具有良好的跟踪性能及鲁棒性。