基于实际飞行数据插值的INS/GNSS组合导航仿真轨迹发生器

针对INS/GNSS组合导航仿真中,捷联惯导系统陀螺、加速度计信号高精度模拟问题,提出了基于实际飞行数据插值的动态轨迹解析生成仿真算法。对转换到地心惯性坐标系中的载体姿态、位置和重力场数据进行关于时间的样条函数插值,得到载体坐标系下陀螺角速率、角增量以及加速度计比力积分增量的高精度分段解析表达式。使生成的陀螺、加速度计信号符合载体运动学和动力学特性,反映杆臂效应影响,同时与经事后处理的实测GNSS伪距、伪距率等数据特征保持一致。提出了四元数约束插值算法,可满足四元数解析插值时范数为1的约束限制条件。基于某实际无人机飞行数据,验证了所提出算法的有效性,完全满足组合导航动态仿真精度要求。该算法也适用于其他高精度高动态导航系统和刚体运动控制仿真中的角运动、线运动传感器信号模拟。     

椭圆截面战斗部破片飞散特性研究

为研究椭圆截面战斗部毁伤特性,采用数值模拟与试验相结合的方法,开展了椭圆截面战斗部破片飞散特性研究。研究结果表明：椭圆截面战斗部在短轴方向的破片速度、破片分布密度全部高于长轴方向,在长短轴之比a/b=1.8条件下,短轴方向相对长轴方向的破片速度增益可以达到15%以上,破片分布密度增益可以达到440%以上,验证了椭圆截面战斗部具有在短轴方向毁伤增强的典型特点,在椭圆截面战斗部应用时,应考虑采用椭圆截面的短轴方向作为打击目标的主要方向。     

内压作用下复合材料修复裂纹管道的失效分析

为准确评估在内压作用下纤维复合材料修复含裂纹管道的有效性及失效压力,建立复合材料修复后裂纹管道的失效数值模型。该数值模型通过扩展有限元法模拟管道裂纹的扩展,利用cohesive单元模拟胶层的脱粘失效,复合材料的失效通过最大应力失效准则进行判定。通过静水压爆裂试验对所提失效数值模型进行验证,实验结果与数值计算结果具有较好的一致性。失效数值分析结果表明:当内压增大至一定值后,未修复管道的初始裂纹沿轴向及壁厚方向逐渐扩展,进而使得管道内壁单元扩展成真实裂纹,此时真实裂纹贯穿整个壁厚方向,即认为裂纹管道发生爆裂失效,爆裂失效压力随初始裂纹半长呈指数形式下降。复合材料修复裂纹管道的不同修复工况呈现相同的失效模式:在单调递增的内压作用下,管道内表面首先出现黏结裂纹,而后其外表面裂纹张开趋势急剧上升,使得复合材料层应力急剧上升,达到极限强度而失效。且对于不同的初始裂纹尺寸,存在对应的复合材料缠绕层数临界值。     

卫星遥测数据相关性知识发现方法

为快速发现海量遥测数据中的相关关系,提出一种基于改进最大信息系数(Maximal Information Coefficient, MIC)的遥测数据相关性知识发现方法。以Mini Batch K-Means聚类算法为前驱过程对数据进行网格划分;计算该网格划分下的互信息,并以信息熵代替原有最大熵对互信息进行归一化矫正得到信息系数;选择不同网格划分下MIC作为变量相关性的测度。采用量子卫星遥测数据进行试验,结果表明:与基于动态规划算法的MIC方法相比,所提方法可有效解决MIC测度偏向多值变量的问题,时间复杂度从O(n~(2.4))下降为O(n~(1.6)),是一种适用于大规模遥测数据相关性分析的有效方法。     

基于VMD与数学形态学分形维数的战场声目标识别

为快速识别直升机与坦克的声信号,提出了一种变分模态分解(VMD)与分形维数相结合的声学目标识别方法。对目标声信号进行VMD分解,根据目标声信号的频域能量分布确定分解的模态(IMF)数目;通过数学形态学方法计算各个IMF的容量维数与信息维数,并以此为特征向量;利用BP神经网络分类器对直升机与坦克声目标进行识别,通过与传统EMD融合计盒维数的方法进行对比,验证了所提方法具有更高的识别率和运算速度。     

地面火炮打击下的战斗减员建模研究

探讨了作战人员遭地面火炮打击后的战斗减员规律。以Anylogic为仿真平台构建多智能体仿真模型,参考武器毁伤实验数据,对作战人员遭地面火炮打击的情况进行了1 000次模拟,并绘制打击效果曲线。不同密度的兵力在遭受火炮打击的情况下,减员率随火力密度的变化规律基本一致,战斗减员率-火力密度曲线和战伤减员率-火力密度曲线近似对数曲线,而阵亡率-火力密度曲线基本是线性的。所构建模型可以定量描述作战人员遭火炮打击后的减员规律,对作战筹划工作和同类研究具有较高参考价值。     

多机动目标跟踪的BFG-GMPHD算法

针对高斯混合概率假设密度(GMPHD)滤波算法中的机动目标跟踪问题,提出BFG-GMPHD算法,扩展了GMPHD滤波算法的适用范围。算法利用最佳拟合高斯(BFG)分布来近似目标动态模型中的状态转移矩阵和过程噪声的协方差矩阵,实现了滤波器与不同动态模型的匹配;在对BFG分布进行递推时,引入了模型概率更新过程,解决了BFG仅依赖于先验信息的问题;并利用UKF算法对GMPHD的高斯分量进行递推,使得算法能处理量测方程为非线性的情况。仿真实验表明,BFG-GMPHD算法能快速匹配目标模型的变化,实现对多机动目标的有效跟踪,准确估计出目标的数目和状态。     

基于区间数的防空被保卫对象优选与排序

由于精确制导技术在空袭兵器中的应用,使防空作战中重点掩护显得格外重要,优化和选择重点被保卫对象成为防空作战系统分析的首要环节。构建了评价被保卫对象重要程度的指标体系,给出了指标权重的确定方法,建立了一种基于区间数相对优势度的被保卫对象优选和排序算法,最后给出了一个应用实例,实例证明,该方法合理有效,评估结果准确。     

人员交通类场所人员荷载研究

对人员交通类场所的特点进行了分析,将人员交通类场所归纳为简单通道、复杂通道、候机（车）厅、进出港厅等组件。针对简单通道和进出港厅,采用“人员流量法”和“人员密度法”两种方法计算人员荷载;针对复杂通道,采用空间上分解为流线、时间上分解为阶段的方法计算人员荷载;针对候机（车）厅,按照设计容量确定人员荷载。并给出了一个包括国家铁路、地铁的综合交通枢纽换乘层人员荷载计算的典型案例。     

刚体姿态控制在火炮自动操瞄中的应用

刚体姿态控制问题近年来在空间站控制、机器人控制以及飞行控制等方面有广泛的应用,用误差四元数从动力学和运动学两方面对姿态控制进行全局描述,并用李雅普诺夫方法得到基于误差四元数的姿态/速率控制器,结合某压制火炮自动操瞄控制对此控制方法进行了仿真分析.