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。     

单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨.利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件.以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状.给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析.研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型.     

基于灰色系统理论的目标方位估算及应用

针对潜艇作战过程中依据目标方位变化判断战场态势的军事需求,根据灰色系统理论,以实测目标方位序列为原始数据,建立GM(1,1)模型,深入挖掘其内在规律性,对目标方位序列的变化趋势进行科学分析,并估算未来时刻目标方位,用于战术态势判断、检验目标运动要素解算和战术绘算的准确性,以及干预目标运动要素解算,以期望利用有限的数据,获得最大限度的信息,为潜艇指挥员提供决策支持。     

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。     

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。     

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。     

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.     

利用会聚区隐蔽解算目标运动要素的方法

在浅海,当被动声纳探测到目标后,由于舰艇间不断的运动,测得的目标方位随时间的不同而不断地发生变化,利用目标方位的变化,通过纯方位法和滤波估计等方法可解算出目标的运动要素.当声纳利用深海会聚区的声学效应在远距离上探测到目标时,因舰艇被动声纳在隐蔽条件下往往只能测得目标的方位,此时的目标方位随着时间的不同变化很小,难以利用浅海的解算方法求出目标的运动要素.为解决这一问题,基于对深海会聚区声学效应的分析,提出了利用会聚区宽度等特点,采用本舰艇合理机动的方式,来求解目标的运动要素的方法.通过对本舰艇各种可能机动方式的建模和计算机仿真计算的结果可见,该方法可行,且在第一、第二会聚区效果明显.     

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。     

潜艇纯方位解算质量评估方法研究

针对潜艇目标运动要素解算算法特点,依据武器使用效果探索要素解算质量评估方法。根据潜艇指控系统目标定位跟踪的战术技术指标和鱼雷武器的使用效果对目标运动要素的精度要求,采用统计模拟方法计算鱼雷命中(发现)目标概率以及对应的要素精度要求,并提出在线统计解算要素均方差的研究思路。给出了要素解算质量评估标准、评估依据的实现方法和表现形式。使用概率衡量使用效果,评估要素解算质量较为科学,容易为部队指挥员接受。     

不同时间信息条件下多目轨迹交会测量点目标运动的方法

针对多相机对点目标的运动轨迹测量,提出不同时间信息条件下的多目轨迹交会法。对点目标运动轨迹进行时间多项式参数化描述,再将多个相机观察目标的系列视线与目标的参数化运动轨迹进行交会,通过最小化物方残差,确定出目标的运动轨迹。相对于传统的多目交会测量模式,本方法不仅能够有效地提高测量精度,而且能够在多相机之间观测不同步,或者时间未对准,甚至无时间信息的情况下仍得到目标的运动轨迹参数。相对于单相机测量模式时要求相机必须运动,多目情况下不要求相机自身运动。仿真实验和真实实验验证了该方法的有效性和高精度。     

航空磁探仪目标运动分析仿真研究

针对航空磁探仪目标运动分析问题,分析了目标运动要素确定方法。首先,采用蒙特卡洛仿真和统计分析法研究了目标运动要素估计误差的分布规律;然后,结合最小二乘定位法,给出了目标运动参数及其误差的简化算法;最后,分析了影响目标运动要素解算精度的主要因素。研究结果可为磁探仪的使用、攻潜武器的选择和攻潜效果的预测提供参考。     

六方位相对标图法绘算目标运动参数

基于相对运动原理以及观测平台在机动前后以被动方式分别测取的目标六个不同方位,提出了一种观测平台隐蔽确定目标运动参数的相对标图绘算方法。文章论证了该方法的基本原理和给出了具体的绘算原理方法步骤,并对该方法的不同绘算态势下的使用结果与使用影响因素进行了分析。实际绘算使用结果表明,利用该方法绘目标运动参数时的速度与精度能够满足绝大部分态势下的目标运动参数绘算需要。     

基于BP神经网络的极移预报*

为了提高地球定向参数极移的预报精度,建立了一个极移数据预报模型。利用傅里叶分析研究插值基础序列的周期特性,验证了基础序列重采样的可行性,提取插值基础序列数据的趋势项,利用多输入-单输出BP神经网络建模预报不同跨度的残差序列,合并趋势项和残差序列得到最终的极移预报。预报结果表明,选取合适的插值基础序列得到的预报极移精度较高,此BP神经网络能够有效地应用于地球定向参数极移的预报。     

BP神经网络在极移预报中的应用

为了提高地球定向参数极移的预报精度,建立了一个极移数据预报模型。利用傅里叶分析研究插值基础序列的周期特性,验证了基础序列重采样的可行性,提取插值基础序列数据的趋势项,利用多输入-单输出反向传播(Back Propagation,BP)神经网络建模预报不同跨度的残差序列,合并趋势项和残差序列得到最终的极移预报。预报结果表明,选取合适的插值基础序列得到的预报极移精度较高,此BP神经网络能够有效地应用于地球定向参数极移的预报。     

运用速度增益制导实现对目标卫星的拦截

本文对运用速度增益制导实现对目标卫星的拦截方法进行了研究。其特点是在拦截器运动参数初值及目标轨道参数给定的条件下,首先确定考虑地球扁率J_2项影响下的拦截目标的预测命中点,然后采用Lambert方法确定给定碰撞时间下拦截器的需要速度,最后实现对目标的拦截。用该方法可保证向未制导转换时有较高精度的转换条件。     

基于多雷达组网IMM-GMPHDF的机动多目标检测跟踪

高斯混合概率假设密度滤波(GMPHDF)有牢固的理论基础,是解决高斯条件下跟踪强杂波环境中目标数未知的多目标问题的有效方法。但当目标发生机动时,就难以跟踪到目标,因此,在GMPHDF中引入交互多模型(IMM)算法,对继续存在目标的运动模型进行建模,根据计算的模型概率融合各模型滤波器估计得到的继续存在目标概率假设密度,解决了运动模型机动问题。仿真实验表明,IMM-GMPHDF能实时跟踪到强机动超音速多目标,在多雷达组网系统中跟踪强机动超音速多目标精度(OSPA距离均方根误差)能达到70 m,满足了工程使用要求。     

一种基于方位时延的水下被动目标运动分析算法研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统.以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础,建立了状态方程和观测方程,运用扩展卡尔曼滤波算法,对系统进行了分析.通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的实际应用前景.     

Multi-objectives nonlinear structure optimization for actuator in trajectory correction fuze subject to high impact loadings

This paper presents an actuator used for the trajectory correction fuze, which is subject to high impact loadings during launch. A simulation method is carried out to obtain the peak-peak stress value of each component, from which the ball bearings are possible failures according to the results. Subsequently, three schemes against impact loadings, full-element deep groove ball bearing and integrated raceway, needle roller thrust bearing assembly, and gaskets are utilized for redesigning the actuator to effectively reduce the bearings' stress. However, multi-objectives optimization still needs to be conducted for the gaskets to decrease the stress value further to the yield stress. Four gasket's structure parameters and three bearings' peak-peak stress are served as the four optimization variables and three objectives, respectively. Optimized Latin hypercube design is used for generating sample points, and Kriging model selected according to estimation result can establish the relationship between the variables and objec-tives, representing the simulation which is time-consuming. Accordingly, two optimization algorithms work out the Pareto solutions, from which the best solutions are selected, and verified by the simulation to determine the gaskets optimized structure parameters. It can be concluded that the simulation and optimization method based on these components is effective and efficient.