用于闭环校射系统雷达跟踪弹丸的弹丸运动模型

以国产某型舰炮为例,结合动目标跟踪理论和外弹道理论,分析研究了弹丸运动的局部变化规律,提出了一种简化的弹丸运动数学模型,适用于闭环校射火炮武器系统火控雷达对弹丸目标的实时跟踪,可以有效地降低弹道滤波和预测的计算量并提高弹道滤波和预测的精度,使之满足武器系统对跟踪精度和处理速度的严格要求,具有重要的工程应用价值.     

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。     

基于相控阵雷达的舰炮联合反导技术

利用相控阵雷达构建舰炮武器系统一体化火控网络,分析了各型常规舰炮武器联合反导的应用场景,不同于以往分区段的梯次拦截,重点考虑中大口径舰炮在小口径舰炮拦截区域的综合使用问题,通过对中大口径发射弹丸的跟踪和预测方法,估算水柱出现的位置和时间信息,能够在小口径舰炮开火前,及时有效地修正火控预测模型,提高舰炮武器系统对反舰导弹的联合拦截概率。该方案切实可行,可扩展性强,进一步体现舰炮火力精确到达的控制能力,提供了舰炮武器系统的火控级数据共享平台。     

中口径舰炮对空闭环校射

首先建立了中口径舰炮武器系统对空闭环校射数学模型,比较新颖地解决了波门指示、弹序判别、滤波方法、脱靶量的求取和预测以及漏测弹丸的措施等一系列问题,通过仿真模拟明显地提高了系统精度和命中率,并使其工程化嵌入某型航炮系统,在工程上得以实现     

大闭环校射工程的实现

探讨了大闭环校射的工程实现,从一般的闭环控制原理推广应用到整个火控系统来提高系统精度.重点讨论了使用雷达和光学仪器对脱靶量的观测与预测,采用双环大闭环校射,既内环对未来点预测误差进行闭环校正,在此校正基础上,外环再进行脱靶量的大闭环校射,从而建立了双闭环校射的数学模型.阐明了实现大闭环校射的双闭环校射的方法.     

火控雷达协同防空目标跟踪技术

针对火控雷达抗反辐射导弹的对抗要求,将雷达组网理论应用于火控雷达,提出了火控雷达协同防空目标跟踪方法.首先分析了火控雷达目标跟踪原理,同时给出了跟踪性能的评价指标;其次,为了克服单部雷达的局限性研究了组网火控雷达目标跟踪方法;而后,研究了不同的交替周期对系统的影响;最后对不同工作模式的跟踪效果进行了仿真.结果证明采用组网雷达目标跟踪方法可以同时实现对反辐射导弹载机的准确跟踪和对反辐射导弹的有效对抗.     

基于虚拟脱靶量预测的准闭环校射方法

针对传统高炮大闭环校射脱靶量不易检测、可校射时间短暂,提出了一种基于虚拟脱靶量预测的准闭环校射方法。首先给出了弹丸双站角度测量的初始状态估计算法;其次,结合外弹道理论建立了一种虚拟等距脱靶量的预测模型,分析了射击校正量的估计方法与准闭环校射方案的实现流程。该方法避免了大闭环校射对脱靶量的直接检测,并提高了高炮闭环校射的时效性。     

舰载火炮闭环射击效力在线评估方法

舰炮火力决策中要依据射击效力实时评估结果,对评估准确性有较高高要求。本方法针对火炮系统闭环校射技术的特点,利用跟踪雷达提供的弹目脱靶量,将弹丸脱靶量实测数据用于修正原解析算法得出的弹丸单发命中概率,修正多发弹丸累积毁伤概率。评估过程应用了已测量的弹丸脱靶量,与传统解析估算法相比,由于最大程度地利用了实测数据代替误差估计数据,具有较高的精度。     

某高炮武器系统自动校射系统设计

我国现役高炮火控系统的校射大多采用开环控制,没有自动校射功能,作战效能较低.针对某型高炮设计了一种自动校射系统,该系统采用火控解算参数与数字图像处理技术相结合的方法,火控计算机计算出虚拟弹目偏差,图像处理技术获取置信度较高的弹目偏差,对高炮射击诸元进行实时校正,克服传统校射的不足,从而实现对高炮武器系统的全过程高精度自...     

基于目标运动角速度的火控滤波技术

在跟踪传感器可以提供目标运动角速度基础上,研究了一种将目标运动角速度信息引入火控滤波的方法。针对量测的目标运动角速度物理特性,研究了将目标瞄准线坐标系运动角速度转换为地理坐标系线速度的方法,利用标准卡尔曼滤波算法,将目标速度引入到火控滤波中。仿真结果表明,在保证目标速度精度条件下,引入目标速度信息可以显著改善火控滤波性能,缩短滤波收敛时间。     

高超声速滑翔飞行器变轨段自适应跟踪制导方法

针对高超声速滑翔飞行器变轨段大偏差条件下的标准轨迹跟踪问题,提出一种基于权值矩阵自适应修正的变轨段跟踪制导方法。分析了变轨段主要控制方式和标准轨迹特性;将简化的纵向运动方程在标准轨迹附近线性化;采用将误差项引进线性二次型性能指标加权矩阵的方式,设计了改进的权值自适应修正跟踪制导方法。CAV-H飞行器仿真分析表明,该方法能够实现高超声速滑翔飞行器变轨段高精度自适应跟踪制导,对初始及过程偏差具有良好的鲁棒性。     

基于空频域信息的单站无源定位可观测分析

对利用空频域信息的单站无源定位方法进行可观测性分析。针对非线性系统的可观测性理论需要计算复杂的雅克比矩阵的问题,提出把观测方程先经过伪线性化处理,然后运用线性系统的可观测性分析的理论,对匀速、匀加速直线运动进行了具体分析,得出只要目标不朝观测站作径向运动都是可以对其进行观测的。实验结果也验证了分析结论的正确性。     

一种改进的基于交互式模型的机动目标跟踪算法

针对传统的以匀速(CV)或匀加速(CA)运动作为目标运动模型的卡尔曼跟踪滤波器的计算量大及跟踪精度低的固有缺陷,提出了一种基于CV和CA的交互式卡尔曼滤波模型的机动目标跟踪算法,该算法能在保持直线运动跟踪精度不变的前提下,使做曲线运动的目标的跟踪精度逼近做直线运动的目标的跟踪精度。并将CV和CA模型混合起来进行仿真估计,系统仿真结果表明该算法提高了系统的跟踪精度。     

AUV纵倾角动态面滑模自适应控制

对于自主水下机器人(AUV)纵倾角跟踪问题,提出一种基于动态面滑模思想的自适应控制方法。首先对自治水下机器人纵倾角运动模型进行简化,其次针对不确定外干扰的情况,设计了自适应规律,对外干扰进行估计,在此基础之上设计了动态面滑模自适应控制器,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,最后通过给定参数的仿真实验结果可知,所设计的控制器在系统受到不确定外干扰时,表现出良好的鲁棒性。     

基于多时刻目标运动模式分布的多模型算法

在机动目标跟踪过程中,传感器在利用量测数据计算目标状态的同时,需要完成对目标运动模式的估计,并根据估计结果对传感器滤波方程的参数或结构进行调整,以减小滤波方程与目标运动模式之间的差异,提高对机动目标的跟踪精度.针对已有多模型算法的不足,利用多个时刻的目标运动模式分布来解决混合估计问题,提出一种新的次优多模型(MTMM)算法.仿真结果证明了MTMM算法的有效性.     

图像跟踪系统中机动目标预测的实现

针对装甲车上的图像跟踪系统,提出了一种机动目标预测方法.将目标的运动分解为两部分,即全局运动和局部运动,并根据各自的动态特性分别进行预测.以局部运动预测为重点,通过对机动目标跟踪技术的研究,建立起性能优良的跟踪滤波器,并将其扩展到预测滤波器中对目标的未来运动状态进行预测,从而提出了"交互式多模型预测算法".仿真结果表明,该算法具有预测精度高、自适应能力强的特点,同时给出了计算方法.     

纯方位角目标运动分析的可观测性研究

纯方位角目标运动分析的可观测性是纯方位角观测系统中的一个基本问题.只有解决了系统的可观测性,才能进行有效的目标定位及跟踪.从随机系统的角度分析了纯方位角观测系统的可观测性,引入状态参量的Fisher信息矩阵作为判断系统可观测性的依据,提出了完全不同于判定确定性系统可观测性的随机观测系统可观测性的判定方法.最后给出了一个静止目标纯方位角观测系统的实例,说明了该方法的有效性.     

舰载光电系统粗跟踪分析

针对舰载激光武器光电跟踪系统对精度要求很高的问题,对光电跟踪系统粗跟踪误差源进行了详细的分析。论述了舰载激光武器光电跟踪系统对目标的跟踪过程,探讨了影响光电跟踪系统粗跟踪性能的各种因素,最后分析了舰船运动对跟踪误差的影响。文中给出了舰载光电跟踪系统粗跟踪的主要误差源,并介绍了一种稳定舰载光电跟踪仪视轴的有效方法。     

基于高斯和-容积Kalman滤波的高轨双星辐射源跟踪

高轨双星系统可通过测量辐射源信号的到达时差、频差和到达高轨卫星的多普勒频移,跟踪沿地球表面巡航且载频固定、已知的运动辐射源。针对辐射源运动方程和观测方程的强非线性,提出了基于高斯和框架与5阶容积Kalman滤波的运动辐射源跟踪算法GS-5CKF。算法将起始时刻的时差观测量所确定的处于地球表面的时差线按辐射源经度等间隔划分,初始化多个并行的5阶容积Kalman滤波器,线性组合各滤波器每个时刻的输出以获得辐射源运动状态的估计。针对5阶容积Kalman滤波器,提出了相应的非线性测度并引入滤波器分裂与合并,以提高跟踪精度并保持GS-5CKF算法计算复杂度基本不变。仿真表明,相对仅使用单个5阶容积Kalman滤波器和基于高斯和框架但使用3阶容积Kalman滤波器的GS-3CKF等算法,提出的跟踪算法具有更高的估计精度。     

一种面向抗ARM作战的火控雷达目标跟踪

从火控雷达抗反辐射导弹的迫切需求出发,提出了间歇式目标跟踪方法,以期实现对反辐射导弹载机的准确跟踪和对反辐射导弹的有效对抗。在对反辐射导弹载机运动轨迹进行分析建模的基础上,提出了固定步长式自适应滤波算法和归一化自适应滤波算法,同时提出了系统跟踪性能的评估指标,并进一步对不同算法下的跟踪效果进行了仿真。通过对比和分析,验证了所提出的跟踪方法的有效性。