空间非合作目标贴近扫描观测的制导方法研究

随着微小卫星技术的不断发展,对目标航天器的近距离观测已成为一类新的航天任务,在空间态势感知、在轨服务等方面具有重要作用和广泛应用前景。针对大型空间非合作目标的近距离扫描观测问题,提出了一种基于改进的人工势场法的制导方法,设计了平行于目标区域表面的引力场函数和垂直于目标区域表面的斥力场函数,由引力场来提供前进的加速度,并满足成像拖影量的约束,由斥力场来处理分辨率和碰撞避免约束。所得到的观测航天器轨迹能够很好地跟随目标区域形状,实现对空间非合作目标区域连续稳定的扫描观测,且所需要的速度增量不大,计算量较小,便于星上执行。     

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.     

基于模板的无人机机动动作建模与仿真

研究了常用的无人机机动模板构建和机动动作生成算法,构建了基于控制量的基本机动模板,以低空跃升攻击动作为例,对动作进行了分解,将此机动动作的各部分利用基本机动模板进行拼接,并对其进行了仿真。结果表明,算法可依据任务和无人机控制约束将模板拼接成可行的机动动作,从而较大程度地提升了无人机机动动作设计的灵活性。     

在平面波环境下对某型电子设备的仿真实验研究

为了研究某型电子设备的电磁耦合规律，利用电磁仿真软件FEKO建立了设备模型和所需的平面波环境。研究表明：当频率为400MHz时壳体表面的感应电流值最大，而内部电磁耦合场强度最大值表现在频率为700MHz时；在频率为700MHz时靠近电源线人口处场强值有突越，应着重对进入的电源线缆进行防护；在频率为700MHz和300MHz时曲线在底部开口附近呈现较强的电磁耦合现象，开口两侧电磁耦合场呈近似对称分布，设备内部的布局使其随着实验频率的升高趋于非对称化；设备内部腔体中心附近存在电磁耦合场的增强区域，工作人员或测试仪器宜避开此区域。     

机载UWB SAR实时信号处理算法研究

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)实时信号处理具有大数据量、大计算量等特点。用于实时信号处理的NCS算法需要较大的存储空间,针对这个问题,提出了改进的NCS算法,减小实时成像处理对存储空间的要求。同时,给出了UWB SAR实时信号处理的流程,分析了前向速度误差对成像质量的影响,推导了在改进NCS算法中基于测量数据的视线误差补偿的性能,采用仿真数据和实测数据对整个系统的性能进行了验证。     

针对GPS/SINS深组合模型的U滤波及其运用

很多文献都证明了在解决非线性系统问题时,UKF(Unscented Kalman Filter)是比EKF(Extended Kalman Filter)更好的选择,但计算的复杂度限制了其运用。针对GPS/SINS深组合的模型提出了全新简化的U滤波算法UTCUKF(Ultra Tight Coupling Unscented Kalman Filter)。这是一种专门针对具有加性噪声、线性状态方程和非线性量测方程的系统设计的滤波器。首先介绍了GPS/SINS深组合系统在导航解算时的模型,然后针对模型具有加性噪声的特点运用AUKF(Additive Unscented Kalman Filter)对UKF进行了简化,为了实现UKF在GPS/SINS深组合系统中的实际运用,又由系统模型中状态方程是线性方程、观测方程是非线性方程的特征,进一步提出了UTCUKF,并做了分析和仿真。     

一种倾角传感器观测补偿方法

基于电导率原理的倾角传感器,常被用于测量被测物的倾角值,为系统的角度解算提供倾斜角度值.通常安装倾角传感器时,使其敏感轴向与被测物的横倾轴、纵倾轴平行.则认为传感器的输出即为观测得到对应轴的倾斜角度值.然而,通过分析,发现两轴观测角度之间存在某种耦合关系.为了使输出观测值更接近于真实倾角值,提出一种基于电导率原理双轴倾角传感器的解耦模型,并利用几何方法得到用于补偿观测角度的公式.通过对测量数据的计算,证明补偿后的倾斜角度观测值更加接近对应轴所倾斜的角度真值.     

平流层飞艇飞行模态分析

平流层飞艇的总体布局、升空原理和工作模式明显不同于导弹、飞机等传统飞行器,其动力学特性亦不同于上述飞行器,须深入研究其飞行动力学的基本特性、一般规律和内在机理。针对此问题,系统研究了平流层飞艇的飞行模态。采用小扰动方法推导了平流层飞艇的线性运动方程,将其解耦分组为纵向运动方程和横侧向运动方程;定义模态及模态参数,研究平流层飞艇的模态分析方法;通过计算分析状态方程的特征值和特征向量,研究了平流层飞艇的飞行模态。结果表明:纵向运动由浮沉、浪涌和摆动三种模态叠加而成,横侧向运动由偏航衰减、侧滑衰减和滚转振荡三种模态叠加而成。     

Microcrack- and microvoid-related impact damage and ignition responses for HMX-based polymer-bonded explosives at high temperature

Investigating the damage and ignition behaviors of polymer-bonded explosive (PBX) under a coupled impact and high-temperature loading condition is required for the safe use of charged PBXs. An improved combined microcrack and microvoid model (CMM) was developed for better describing the thermal effects of deformation, damage, and ignition responses of PBXs. The main features of the model under typical dynamic loadings (i.e. uniaxial tension and compression, and lateral confinement) at different initial temperature were first studied. And then the effects of temperature on impact-shear sensitivity of HMX-based PBXs were investigated. The results showed that the ignition threshold velocity of shear-crack hotspots exhibits an increase from 260 to 270 to 315–325 m/s when initial temperature increases from 301 to 348 K; and then the threshold velocity decreases to 290–300 m/s with the initial temperature continually increasing to 378 K. The predicted ignition threshold velocity level of the explosives under coupled impact and high temperature loading conditions were consistent with the experimental data.     

时间距离像消隐时弹头进动与结构参数估计

考虑弹道目标时间距离像存在消隐现象,提出了一种弹道目标微距离变化曲线断续时进动与结构参数提取方法。首先,建立了弹道中段目标宽带回波模型,推导了散射中心微距离变化曲线理论公式;其次,提取了时间距离像中各散射中心的微距离变化曲线,据此提出采用选点方法实现目标进动频率和平动参数联合估计,完成了弹道目标时间距离像的平动补偿;最后,利用扩展Hough变换方法进行补偿后断续微距离变化曲线的检测,基于各散射中心间的相对位置信息实现了弹道目标的结构参数提取。电磁仿真实验验证了该方法的有效性。