方位偏差在多方位—初距法解算目标运动中的应用

多方位—初距法是潜艇解算目标运动要素的常用方法之一,所提供的估计初始距离的准确程序直接影响解算的可信度。为了及时评判估计初始距离的准确程度,引入方位偏差的概念,作为潜艇指挥员修正估计初始距离的重要依据。方位偏差是利用部分方位序列解算目标运动要素,根据解算结果推算当前目标方位,与当前实测目标方位相比较的结果。利用估计初始距离与真实初始距离差异性反映到方位偏差的变化规律,可以迅速有效地调整估计初始距离,使解算过程快速收敛到理想解。     

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。     

基于纯方位理论的运动舰船长度测量方法

获得运动舰船的船体长度对于航海避碰和目标识别具有重要的参考价值。然而,由于诸多因素的限制,现有视觉技术难以精确测量。为此,引入了纯方位目标运动分析理论结合双目视觉技术实现对运动舰船长度的测量。首先就所研究问题建立运动模型,推导了基于目标舰船方位、距离参数的舰船长度测量方法,针对该方法测量误差大的问题提出了基于航向、距离、方位的舰船长度测量方法。目标航向无法直接获取,为此引入基于纯方位理论的目标航向视觉估计方法,并进行了仿真验证。最后对两种舰船长度测量模型的误差进行了仿真比较分析,结果表明采用本文提出的"距离航向"法,当观测点位于目标舰船正横左右范围内时误差可以控制在10%内,"方位距离"法误差更小,适用的舷角范围更大。     

用声纳DEMON谱用于解算目标要素方法

被动声纳观察目标一般只提供目标的方位,基于声纳方位解算目标要素的传统方法是纯方位解要素法。现代信号处理技术的发展使得通过被动声纳信号DEMON频谱可获得目标螺旋桨转速。利用声纳方位、DEMON频谱信息联合解算目标要素将比单纯依靠声纳方位解算目标要素率高。给出了通过DEMON频谱获取目标速度的方法,并通过仿真对联合解算效率与纯方位法进行了比较。     

初距为自适应参量的纯方位最小二乘TMA模型

针对纯方位目标运动分析(TMA)中距离平差法需要人工修订初始距离的限制,建立以初距为参量的最小二乘纯方位目标运动分析(TMA)模型,提出一种自适应确定初始距离的方法,放宽对人工修订初始距离的限制.通过数值仿真,结果表明该方法的有效性,且在收敛时间和解算精度指标上较传统纯方位最小二乘纯方位目标云动分析(TMA)有明显改善.     

纯方位目标跟踪算法性能分析

本文对纯方位目标跟踪中的三种方位平差法进行了分析,讨论了方位误差和己艇运动要素误差对算法的解算误差的影响,进而显示了纯方位目标跟踪这一特殊估值问题中的目标运动参量和坐标系选择的重要性。此外,从分析结果中还能看出目标和己艇的运动几何态势对算法性能的影响。根据性能分析,本文还对三种算法进行了比较。     

基于方位和线谱频移的TMA新算法

提出了一种基于方位和线谱频移序列的目标运动分析新算法,解决了方位序列估计器工作点漂移方法中初始方位漂移角度较难确定的问题;提出了一种新的多普勒频移匹配估计器,不需要预先提取目标线谱即可估计目标运动参数,并且有效地加快了目标运动参数解算的收敛速度.海上实验数据处理结果表明该算法较以往同类算法在收敛速度和解算精度等性能上有明显改进.     

基于方位-频率解算目标运动要素的航路选择

基于方位-频率解算目标运动要素解算方法可实现水下观测平台不机动解算目标运动要素,但接敌航路仍影响目标运动要素解算精度及平台隐蔽性。建立了方位-频率目标定位模型,通过仿真分析了不同初始目标舷角下,水下观测平台采用不同接敌航路情况下目标运动要素解算收敛速度和精度,并从保持水下观察平台隐蔽性的角度,探究了不同初始态势下应选择的航路。     

基于方位变化率的目标运动分析

目标方位变化率对运动要素解算有着重要的影响.但不同目标运动要素(目标距离、航向或速度)的求解精度,对目标的方位变化率又有着不同的要求.从确定性算法入手,进行了方位变化率对目标运动要素解算精度影响的理论分析,并通过仿真计算验证了理论分析的正确性,证明了该理论具有一定的应用价值.     

大噪声背景下的纯方位导引方法

线导鱼雷攻击时对目标参数解算依赖小 ,这一特点有利于远距离隐蔽快攻和提高舰艇的作战和生存能力。在鱼雷发射后边解算边导引实时修正雷达误差 ,可以提高鱼雷自导发现目标的概率 ;导引过程中进行人工干预 ,可以提高鱼雷抗干扰能力。在无目标运动要素的条件下 ,对线导鱼雷攻击水面目标的纯方位导引法进行研究 ,提出一种较为有效的导引方法     

航向误差对解算目标运动要素误差的影响

针对UUV在水下探测时需要对水下移动目标的运动要素进行测定的问题,通过对四方位测定目标运动要素方法进行分析建立了其二阶误差分析模型,并在该模型基础上分析航向误差对解算目标运动要素误差的影响。结果证明:该分析模型可实现对航向误差影响的有效分析。     

基于ADIS16375的误差补偿在姿态解算中的研究

在捷联惯性导航系统姿态解算的过程中,陀螺仪器件自身测量精度起到了重要作用。在ADIS16375元器件进行了工厂级校准和提供可选择滤波器库的基础上,针对影响姿态解算精度的最主要的两类误差:固定零偏和随机噪声,建立一种简单实用的特性模型。分别对固定零偏进行校正和采用小波滤波对陀螺仪误差进行补偿。试验结果表明陀螺仪误差补偿在静止状态零偏稳定性和角度漂移抑制方面有显著提高,而运动过程中在对角度漂移抑制的同时也提高了姿态解算精度。     

恒速偏频激光陀螺系统航向敏感误差的在线标定与补偿

以单轴恒速偏频激光陀螺系统为研究对象,建立了静基座初始对准时系统中标定参数变化误差对航向敏感误差影响的数学模型。为克服外场测试环境下难以分别精确估计各标定参数的限制,提出将安装关系矩阵参数误差对航向敏感误差的作用视为一个整体进行标定;不需要外部基准,即可基于最小二乘算法实现航向敏感误差系数的在线标定。采用标定得到的航向敏感误差系数,利用原理样机进行了在线补偿精度实验测试。实验结果表明,所提出的在线标定与补偿方法能够有效消除航向敏感误差,提高初始对准航向角精度。     

等速运动观测站纯方位系统的可观测性

对等速直线运动单观测站纯方位目标运动分析问题进行了讨论。尽管系统是不完全可观测的,却证明了目标部分运动参数是可估计的,即目标与观察者的相对航向Kr、相对速度与初距离之比Vr/Do是可以解算的;并对可估计参数的有解条件进行了分析。     

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%。     

一种基于卡尔曼滤波的动态相对位置解算算法

在舰船海上校飞过程中,测量解算飞机相对舰船的位置会产生一定的误差。采用直接算法在解算中没有对粗大误差和GPS信号缺失进行处理,解算结果误差较大。提出了一种改进的相对位置解算算法。通过仿真实验,从方位角、俯仰角和距离3个方面,对改进算法的解算精度和直接算法的解算精度进行分析比较,仿真结果表明,改进算法能很好的提高相对位置解算精度。     

一种单轴旋转的车载IMU/DTU组合导航方法

长时间机动工况时,某些复杂路况和车况环境下,捷联惯导组合导航系统方位角误差将增大。基于已有组合导航算法框架,提出了一种基于单轴旋转调制的组合导航方法。采用21维IMU/DTU(里程计)误差状态构造状态方程,以捷联惯导解算的位移增量与里程计解算的位移增量之差作为观测量,Kalman滤波器融合惯导与里程计信息,利用旋转调制机制,可对消IMU/DTU组合导航系统主要误差,实时输出高精度的方位数据和位置数据,对载车的行驶状态无特殊要求。进行了仿真试验和实车试验。试验结果表明:该方法能够在长时间机动工况下实现较高的方位精度和位置精度。挖掘了惯导组合导航系统的潜在精度,提高了快速反应能力、环境适应性和可用性,具有较好的工程应用价值。     

高精度单频信号初相测量方法

提出了一种基于误差知识的二重插值DFT方法用于高精度时钟初相测量。理论分析与数值仿真结果表明,该方法性能接近Cramer-Rao界。     

舰炮武器试验中目标坐标真值修正方法

为保证舰炮武器系统动态精度解算结果的准确性,分析了舰炮武器系统动态精度试验中,GPS作为目标瞬时坐标真值测量设备时,因其安装位置与雷达跟踪测量中心不重合所引起的误差,并提出了一种简便、可行的误差修正方法。给出了误差修正示例,比较分析了GPS不同安装位置所引起的误差,为类似试验中目标瞬时坐标真值的处理提供参考。     

基于方位数值拟合的目标机动改变判断*

被动声纳和侦察雷达等传感器材对目标的探测仅能获取目标方位信息。虽然基于纯方位信息和探测平台机动位置的方位平差法,能够解算得出定向定速运动目标的要素,然而在实际作战应用中,目标可能会频繁地出现转向机动,使运动要素永远也不可能收敛。判明目标改变机动具有十分重要的战术价值。本文研究给出了一种基于时间方位拟合的目标转向运动判断方法,并结合典型态势进行了仿真分析,得出了拟合判断参数,研究结果为目标运动要素解算控制、潜艇查明水面舰艇巡逻线等作战应用提供目标转向判断依据。与方位滤波方法相比,这一方法概念清晰、算法简单、实用性强。