隐身飞机RCS测量与成像方法研究综述

隐身飞机已逐步成为大国重器,并将持续发挥重要影响,隐身技术也已成为飞行器设计的关键技术。隐身飞机的雷达散射截面积(radar cross section, RCS)测量是设计、制造、维护隐身飞机的必要手段。从缩比模型的RCS测试、全尺寸飞机室外RCS测试、全尺寸飞机室内近场测试三个方面,回顾了隐身飞机RCS测量的基本流程,总结了隐身飞机RCS近场测量的理论基础,并着重对具有成像诊断功能的近场RCS测量技术进行了梳理与分析。对隐身飞机RCS测量的应用趋势和关键技术进行了总结与展望, 有利于对隐身飞机RCS测量形成总体性了解,并把握RCS测量的发展方向。     

系统复杂性及度量

复杂性是科学技术面临的挑战之一,研究系统复杂性有着重要意义。综述系统复杂性基本语义研究背景,分析国内外历史上对复杂性的界定及不同定义;针对复杂性的分类,以本体论和认识论分类为基本框架,吸纳最新的复杂性分类定义成果,重新对复杂性进行归类。在此基础上,对复杂性的度量指标进行分类阐述,对相应的数学工具进行归类说明。设计案例说明了复杂性概念分类及度量的有效性。     

装备试验与评价的系统工程管理技术

试验与评价是对装备战技指标进行的全面考核与验证,涉及到多指标、多阶段、多装备层次。结合装备试验与评价的特点与需求,给出了装备试验与评价系统工程管理的概念,明确了其内涵。从寿命周期维、评价指标维和装备层次维三个角度,构建了装备试验与评价的霍尔三维结构模型(HMTE)。针对具体评价指标,对该模型的矩阵映射过程进行了阐述,实现了HMTE的具体化。最后对元模型进行了论述,并通过案例阐述了其具体形式。装备试验与评价系统工程管理方法的应用,有利于装备试验与评价的全面统筹与实施,达到降低试验总费用,提升试验总效能的目标。     

【专栏】军事计量测试设备国产化发展构想

军事计量测试设备是武器装备计量保障体系的重要物质基础。为解决军事计量测试设备领域受到发达国家严重制约的问题,本文通过梳理军队计量测试设备国产化的现状,分析制约军队计量测试设备国产化的各种因素,提出了军事计量领域计量测试设备国产化发展的综合考虑和发展思路,即需求生成发布机制、联合攻关机制、设备定型机制、计量应用考核机制、推广应用机制和国产化审核机制等六种推进机制,同时从强化顶层谋划、加强资源统筹、加大经费投入及强化持续推进四个方面提出了措施建议,对推进军事计量测试设备国产化进程有一定的参考价值和借鉴意义。     

二维矩阵卷积在向量处理器中的设计与实现

为了加快卷积神经网络模型的计算速度,便于大规模神经网络模型在嵌入式微处理器中的实现,以FT-matrix2000向量处理器体系结构为研究背景,通过对多核向量处理器体系结构的分析和对卷积神经网络算法的深入研究,提出将规模较小的卷积核数据置于标量存储体,尺寸较大的卷积矩阵置于向量存储体的数据布局方案。针对矩阵卷积中数据难以复用的问题,提出根据卷积核移动步长的不同动态可配置的混洗模式,通过对所取卷积矩阵元素进行不同的移位操作,进而大幅提高卷积矩阵数据的复用率。针对二维矩阵卷积由于存在数据相关性进而难以多核并行的问题,提出将卷积矩阵多核共享,卷积核矩阵多核独享的多核并行方案。设计了卷积核尺寸不变、卷积矩阵规模变化和卷积矩阵尺寸不变、卷积核规模变化的两种计算方式,并在主流CPU、GPU、TI6678、FT-matrix2000平台进行了性能对比与分析。实验结果表明:FT-matrix2000相比CPU最高可加速238倍,相比TI6678可加速21倍,相比GPU可加速663 805倍。     

采用自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法的飞行器导航控制方案

针对飞行器绕本体轴高速旋转的飞行过程出现的严重耦合干扰问题和大角加速度和大角速度测量问题,提出了一种自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法。该算法使用超球面分布采样点和线性转移等方法简化算法采样计算和采样点的权值计算,提高算法效率;利用模型噪声和线性方程,通过一步预测进行自适应设计,计算滤波值和误差方差矩阵;使用次优噪声估计器推算过程噪声;对过程噪声进行正定判定,防止算法发散。仿真结果表明,这一改进的自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法能够有效减少滚转角解算误差和耦合干扰,提高飞行器着陆点的精度。     

飞行器碰撞概率计算的一般方法

研究了飞行器碰撞概率计算的一般方法,这种方法通过飞行器和空间物体各自的状态矢量、位置误差协方差矩阵以及形状尺寸来计算飞行器和空间物体的碰撞概率。从位置误差协方差矩阵的一般形式出发,推导了飞行器的碰撞概率计算公式。在推导过程中,将飞行器的相对运动速度看作是方向不变的矢量,从而可以消去平行于相对速度的一维,将三维的概率计算问题转化为和相对速度垂直的相遇平面内的二维概率问题。针对二维概率问题分别研究了三种碰撞概率的计算方法,并比较了它们各自的优缺点。最后通过数值算例验证了三种方法各自的特点及正确性。     

时域电场积分方程中的奇异提取技术

介绍了一种基于奇异提取技术的时域积分方程中奇异积分的处理方法,在奇异提取过程中,电磁波传播的延迟效应对积分的贡献包含在内。数值实验表明该方法能够大幅提高自作用和近作用阻抗矩阵元素的计算精度。     

几何非线性机械臂有限段传递矩阵法

提出了几何非线性柔性机械臂动力学有限段传递矩阵建模方法,该方法既保留了有限段法自动计及几何非线性和动力刚化的优势,又保留了传递矩阵法建模的方便灵活.算例表明,计算时间与自由度成正比,在已知运动规律的情况下,可直接求得所需的驱动力矩,反之亦然.该方法无需建立系统总体动力学方程,易于工程技术人员掌握,具有一定实用价值.     

基于加速度计和磁强计的定向钻进姿态测量及方位校正

描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头倾斜角、工具面向角和方位角的方法,给出了具体的系统结构和详细的姿态解算。针对由于钻具铁磁性材料引入干扰磁场对方位测量的误差,提出了利用当地地磁场进行方位角校正的方法,并给出仿真结果。结果表明,这种校正方法能够在不更换钻具即测量装置仍放在一段无磁钻铤内部的情况下,获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本。