火控系统中目标跟踪建模技术发展述评

对火控系统中的一个重要方面和核心问题——目标跟踪的建模作一综合论述,回顾并讨论先期和近期的发展情况     

二阶阶跃模型下导航信号畸变对接收机载噪比估计影响分析

载噪比作为评估导航信号质量的重要指标,直接影响着接收机的捕获、跟踪和电文解调性能。推导了基于国际民航组织二阶阶跃信号畸变模型下导航接收机采用相关、非相关处理时载噪比估计与畸变模型参数之间的解析表达式,并分析了畸变参数对导航接收机载噪比估计误差的影响。理论分析及仿真结果表明:数字畸变参数变化范围下导航信号载噪比变化在10-2量级,增大模拟畸变的振荡频率或者减小衰减频率将会提高载噪比估计值,模拟畸变参数变化引起的载噪比损耗可达0.1d BHz,畸变参数对载噪比估计的影响整体上都较小,因此导航接收机的载噪比输出不能作为监测导航信号是否异常的完备检测量。     

基于贝叶斯原理的放大转发中继联合信道估计

在贝叶斯原理的框架下,依据放大转发中继联合信道等价于两段瑞利信道相叠加的特征,将其概率密度分布这一先验知识与接收端的训练序列相结合,得到了最小均方和最大后验两种估计方法。由于两种方法的准确贝叶斯CRB难以求解获得闭合表达式,从最大熵原理出发,结合复高斯分布性质,推导了MLE准则下的CRB相对应的近似贝叶斯CRB,以衡量不同方法的估计精度。仿真结果表明相比于原有的MLE方法,最大后验估计方法在低信噪比下性能改善明显。     

基于状态空间模型的航天器装配角偏误差研究

装配过程的误差建模是分析装配误差的重要手段之一。通过分析影响航天器装配结果的尺寸和形位误差、装夹定位误差,将其装配的偏差源分为夹具装夹误差和舱段制造误差两类。并将不同形式的误差通过虚拟夹具的概念进行了统一的表达,进而基于误差流理论针对航天器舱段建立其误差传播的状态空间模型,求出了该过程的状态空间表达式,应用该模型对装配过程中的角偏误差进行了分析。将分析得到的结果同蒙特卡洛仿真的结果进行了比较,两种方法的相对误差小于3%,说明了该方法的可行性。该方法的优势在于它不仅可以分析复杂装配过程,还可以对各工位的装配效果进行观测,从而进行向后分析。     

故障结构分解的航空发动机执行机构估计

作为航空发动机控制系统的易损部件,执行机构的故障估计目前尚缺少有效方法。采用故障结构分解的方法,通过重构输出变量来分离出输出变量中与故障无关的部分,并由此得出故障与状态量、输出量之间的关系;将故障信号与原有的状态变量合并为新的状态变量得到系统的增广模型;最后对该增广模型设计全维观测器实现故障估计和状态估计。仿真结果证明了该方法的有效性。     

反导部署的掩护角分析

合理部署和有效评估一直是地空导弹反导作战的一个难题,影响反导部署效能的关键因素很多,作为火力单位可抗击弹道导弹来袭方向范围的掩护角是其中之一。在火力单位对弹道导弹掩护区的基础上,分析得出当保卫目标位于掩护区的不同位置时,火力单位对其具有不同的掩护角。将掩护区以火力单位为中心、以不同的距离为半径划分为多个区域。给出了保卫目标处于各个区域时,火力单位对其掩护角的计算方法。     

基于空时频分析的方位关联算法*

针对跳频组网通信中不同信号间的时频分隔特点,利用时频重心进行目标方位数据关联,提出了空时频方位关联算法。根据提取的时频特征设计空时频测向的核函数,实现了简化的空时频测向算法。根据时频距离设计代价函数,基于匈牙利算法实现了方位关联结果的搜素。根据时频距离选择窗函数的类型和长度,有效避免了信号旁瓣泄露对测向精度的影响,显著提高了密集目标条件下的关联正确概率。数值仿真验证了上述观点。     

阵列模糊判决算法研究

测向阵列选择的前提是阵列无模糊,快速实用的判决算法具有重要的理论与实用价值。由于方程组法不适合判断复杂阵列模糊以及谱峰搜索法计算量大的不足,因此,提出了一种利用导向矢量夹角余弦绝对值判断阵列模糊的算法。此算法能够快捷地判断阵列是否模糊并求解模糊角。仿真实验证明此方法的有效性。     

统计线性化无序量测更新算法

在实际的多传感器系统中,由于各种传感器具有不同的采样率,预处理时间,以及数据通信延迟,因而会出现多个传感器量测不同步到达融合中心的现象。进一步地,当较早时刻产生的量测在较晚时刻产生的量测之后到达融合中心时,无序量测问题就出现了。针对离散时间非线性系统,提出基于统计线性化固定点平滑器的最佳统计线性化无序量测算法,它可以处理单步和两步延迟(甚至多步)无序量测,且能达到与重新滤波法相同的估计精度。     

一种新的非线性末制导律设计

基于拦截机动目标的末制导问题,提出了一种新的具有鲁棒性的非线性末制导律。基于二维平面内弹目相对运动学关系,将目标机动作为有界干扰量,建立了描述弹目相对运动的数学模型。引入一阶弹体动态特性,借助于零化弹目视线角速率的思想,采用Nussbaum-type增益技术,设计一种非线性鲁棒末制导律,同时利用Lyapunov稳定性理论证明了在该制导律作用下末制导系统的稳定性。最后通过与比例导引律进行对比,数字仿真验证了所设计的非线性制导律的有效性,具有很强的鲁棒性和适应性。