基于方位角和多普勒的机动目标无源定位跟踪可观测条件

可观测性分析是无源定位与跟踪系统的前提和基础,只有满足可观测条件才能对系统进行正确求解。应用线性系统理论,以目标方位角和多普勒频率为观测量,对匀加速和匀转弯这两类最常见的机动目标进行了可观测分析,为进一步研究机动目标的无源定位与跟踪提供了理论前提。最后给出了仿真实例,验证了理论分析的正确性。     

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。     

雷达组网系统误差的可观测性分析和仿真验证

首先分析了完全测量情形下雷达组网系统误差的求解原理,并根据推导的求解公式对其可观测性进行了理论分析。分析表明,目标和雷达的相对位置关系是影响偏差可观测性的主要因素;进一步,还给出了影响偏差可观测性的若干基本规律。此外,还以两部2D雷达组网为例进行了仿真分析和验证。仿真分析不仅给出了偏差可观测性贡献度的分布特征,还对若干典型航路下的偏差可观测性给出了典型判断。仿真结果验证了上述基本影响规律和典型判断。结果可为雷达组网系统误差估计的有效性评估、雷达组网布局等提供理论支持和参考。     

一种改进的扩展比例导引律及其仿真

针对比例导引制导导弹攻击机动目标阶段,系统状态可观测性弱的问题,在扩展比例导引律的基础上提出了一种改进方法。该方法形式简单,易于工程实现。建立了弹目相对运动模型,基于被动跟踪的可观测性理论建立了可观测性指标,并对改进的比例导引的可观测性进行理论分析,采用MATLAB语言,对改进比例导引法的理想弹道进行了仿真,绘制出随导弹与目标参数变化的三维图像,对理想弹道的特性进行了分析。仿真结果表明,这种改进的比例导引是合理有效的,与扩展比例导引相比,该制导律能够明显提高制导过程中的可观测性,增强弹上跟踪滤波器的效果。     

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.     

惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性分析

针对惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性问题,深入研究了系统模型与平台坐标系对惯性仪表安装误差可观测性的影响。根据不同系统动力学模型和观测量构建四种系统模型。从可观测性定义出发,分析与判断惯性仪表安装误差在不同系统模型和不同平台坐标系下的可观测性。理论分析和仿真结果均表明惯性仪表安装误差在以下两种情况完全可观:观测量为平台框架角和加速度计输出,系统动力学模型为框架角模型,平台坐标系以平台六面体为基准定义;观测量为加速度输出,系统动力学模型为姿态角或失准角模型,平台坐标系以加速度计敏感轴为基准定义。     

纯角度信息的舰载无人机目标运动分析算法

为解决依据舰载无人机观测数据对目标进行定位跟踪的问题,提出了基于纯角度信息对目标进行目标运动分析的算法。根据目标运动特性,建立算法运动模型,构建等式,对其可观测性进行分析,并且利用最小二乘法,对目标运动要素解算,通过算法分析和算例仿真表明:该算法可通过舰载无人机对目标的角度测量信息,对陆上、海上运动目标进行运动要素求解,精度满足舰载无人机对目标的定位跟踪要求。     

一种单站无源定位方法及其可观测性分析

利用非线性系统可观测性定理分析了径向加速度信息在目标运动分析(TMA)中的可观测性问题,得到径向加速度观测所能确定的目标状态参数及其需要满足的观测条件,从而证明一种联合径向加速度和角度信息的单站无源定位方法的可行性,并分析其可观测条件和可观测度。通过计算机仿真验证了讨论的结果。     

速度加姿态匹配的捷联惯导在线标定路径设计

捷联惯导误差参数的时变性对导航精度的影响很大,需要进行在外场条件下的在线标定.逆向运用PWCS可观测性分析理论,分析了“速度+姿态”匹配条件下惯导12个误差参数(陀螺和加速度计的零偏及刻度系数误差)完全可观测的条件,提出了车载惯导在线标定的路径设计原则,最后仿真验证了所设计原则的有效性.     

测量TOA和DOA的单站无源定位跟踪可观测条件

单站无源定位跟踪技术中,可观测性分析是一个关键问题,但是由于TOA测量方程的非线性程度太高,直接通过计算Jacobin矩阵得到的可观测矩阵形式非常复杂,很难得出明确的分析结果。采用新的思路推导了一种TOA测量方程的线性化方程,分析了测量TOA和DOA单站无源定位的可观测条件。最后给出了计算机仿真结果。     

GPS姿态测量系统对惯性导航系统误差修正能力分析

针对惯性导航系统(INS)存在积累误差的缺陷,运用GPS姿态测量辅助修正方法对INS误差进行补偿来进一步提高INS的定位精度.通过对INS系统可观测性进行分析,得出增加不同种类的外部导航信息观测量将有效提高INS误差修正能力的结论.研究了船用INS与GPS姿态测量系统组合的组合导航系统,并对GPS姿态测量系统信息对惯性导航系统的误差修正能力进行了仿真.仿真结果证实上述方法可有效提高INS的定位精度.     

空战视景仿真系统通用框架研究

依据一个空战视景仿真系统的开发,系统分析了视景仿真系统的一般性规律和其管理框架。通过分析空战视景仿真系统的硬件、软件结构,着重提炼出不同的视景仿真系统的共性与特殊性。在软件设计过程中,对数据处理、实体管理和事件响应的设计,重视了设计模式的应用,将仿真系统的通用性、可拓展性与软件工程理论相结合,构建了一个可通用的,具有拓展性的视景仿真软件平台。视景仿真系统通用框架的研究,为设计更加灵活,更加适用的视景系统提供了理论基础;对于以后的视景仿真系统的设计,具有一定的参考价值。     

考虑卫星位置误差的增广脉冲星方位误差估计算法

为了解决脉冲星方位误差估计中卫星位置误差对估计结果的影响,提出一种考虑卫星位置误差的增广脉冲星方位误差估计算法。为满足可观测性条件和保证尽可能低的矩阵运算维数,算法将卫星的位置误差标量作为增广状态。结合脉冲星方位误差估计基本原理,重新推得增广算法的状态及观测方程,并通过理论分析证明了算法的可观测性。最后仿真结果表明,当卫星位置误差导致传统算法的估计结果偏差较大时,该算法依然能够保证0. 01 mas的赤经和0. 3 mas的赤纬估计精度。不同方向的位置误差对方位误差估计精度影响较小。     

基于PWCS理论的单轴旋转惯导系统初始对准的可观测性分析

针对旋转惯导系统的初始对准模型时变特点,基于单轴旋转惯导系统的误差方程分析了不同旋转方案中对准模型的区别主要表现为旋转变换矩阵不同,并进一步推导了绕3个不同轴向的单轴二位置转停方案的旋转变换矩阵,建立了不同旋转方案的卡尔曼滤波对准模型.而后,忽略转停方案中的旋转过程,基于PWCS理论对不同位置的对准模型进行研究,分析了不同时段内系统的总观测性矩阵和提取观测性矩阵,根据矩阵的秩确定了系统的可观测性.分析表明:IMU绕X轴二位置转停方案的可观测状态数由7增加为8;绕y和Z轴二位置转停方案的可观测状态数由7增加为10,系统完全可观测.     

基于随机Petri网的装甲车辆综合电子系统可靠性研究

由于装甲车辆综合电子系统具有耦合性强、动态离散和复杂度高的特点,其难以采用静态故障树方法进行系统可靠性分析,针对这一难题,运用动态故障树方法对系统可靠性进行了分析判别,并运用随机Petri网建立了故障树的仿真模型。以某型车辆为例,通过仿真实验得出了综合电子系统的故障率和可用度指标的动态变化曲线,其分析结果为系统可靠性与测试性设计提供了理论参考。     

多方位-速度目标跟踪分析及一种新算法

对多方位-速度目标跟踪方法的解算原理进行了分析,并从非线性、观测性和多解性方面对多方位-速度法的性质进行了分析。说明多方位-速度法本质上是非线性的且具有多解性,同时给出了系统可观测的两个必要条件。揭示了以往解算方法的问题所在,并提出了一种全新的方法。仿真结果表明,该方法在收敛时间、精度、计算代价、使用方便性等方面都远远优于以往的方法。     

数字式相位差测量方法及精度分析

相位差变化率是最近提出的用于快速无源定位的观测量。该文研究相位差的高精度测量方法 ,提出了一种正交双通道数字式的相位差测量方法。通过对信号频谱的分析 ,计算了测量系统输出的信噪比 ,从而得出了相位差测量的理论精度 ,随后进行仿真分析验证了理论精度。理论分析和仿真实验证明 ,论文提出的方法可以实现高精度的相位差测量     

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准方法

首先建立了捷联惯导系统的误差模型,并对系统的误差模型进行了可观测性分析,然后针对车载激光捷联惯导系统的特点,采用卡尔曼滤波方法,对姿态误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线.通过计算机仿真结果的分析,提出了一种快速估计方位失准角的方法,从而大大缩短了初始对准时间.仿真结果表明将该方法应用于车载激光捷联惯导系统初始对准中是有效的.     

利用波达方位角及其变化率对运动辐射源的无源定位

阐述了利用波达方位角及其变化率对地面运动辐射源进行无源定位的原理,通过Jacobi矩阵推导出可观测性表达式,讨论了不同相对运动状态下的可观测条件.提出了融入波达方位角变化率信息的MGEKF(修正增益的扩展卡尔曼滤波)算法,并通过仿真与只利用方位角信息的MGEKF算法以及经典的EKF(卡尔曼滤波)算法进行了比较.     

基于全信息的捷联惯导初始对准方法

经典的基于速度误差信息观测捷联惯导初始对准在静止基座情况下,存在着对方位信息观测性差,对加速度计常值零偏无法观测等问题。从粗对准的思想出发,提出增加等效陀螺仪信息作为观测量的全信息初始对准方法。给出了观测量增息的方法及观测方程。采用逐步增息的方法,通过观察可观测性矩阵秩及奇异值分析方法对三种量测方法的观测性和观测度进行了对比分析。分析表明引入陀螺仪信息量测后,系统的方位误差观测性和加速度计常值偏置的观测性得到了提高。仿真结果表明该方法相对常规方法,对方位误差的估计精度及估计速度的提高效果显著。这对于在静止基座下缩短初始对准时间和提高对准精度具有十分重要的意义。