综合采用GPS和地面雷达测量数据评估制导系统精度

仅用地面雷达跟踪数据评估制导系统的精度,其效果受客观条件限制。研究表明,把GPS(全球定位系统)作为外测资源在精度分析工作中加以利用,则效益显著。本文探讨综合利用GPS和地面雷达测量数据评估制导系统精度的问题。即对飞行试验的导弹,除了采用地面雷达进行跟踪测量外,还假设其装有弹载接收机。该高动态接收机通过弹载天线接收从四颗(以上)卫星发射的信号,该信号提供伪距和伪距变化率数据及广播星历资料。将这些外测数据(GPS数据和雷达数据)与遥测信息结合起来,选定合适的状态参数后,即可建立状态方程和观测方程。本文采用先进的估计技术(尤指U-D型卡尔曼滤波器)可分离出制导系统惯性器件等误差。由于把导弹的遥测速度和位置(修正了已知误差)转化成相应的外测数据并与之求差产生观测量,同时形成相应的测量矩阵。而U-D型卡尔曼滤波器又能将观矢量进行标量化处理,因此综合利用GPS数据和地面跟踪数据,实际上增大了观测矢量的阶数,从而提高了状态估计精度。当仅有其中一种测量手段时,该滤波器仍能正常运算。     

数值法修正雷达高仰角动态滞后误差研究

脉冲雷达在高仰角跟踪过程中存在不容忽视的动态滞后误差,该类误差的存在严重影响到雷达数据处理和弹/轨道精密确定。目前外测数据处理领域采用的基于误差电压和定向灵敏度的动态滞后误差修正模型,修正效果不理想。本文提出了一种用数值法修正雷达高仰角动态滞后误差的方法,并用任务实测数据进行了模型验证,结果显示这种方法能有效地降低动态滞后引起的误差。     

用于电子战系统飞行试验的地面测量数据处理系统

本文介绍了用于电子战系统飞机飞行试验的数据采集、记录和处理系统。所有数据都来自多台地面雷达跟踪系统和一台随动的接收天线。在实际进行电子战系统飞行试验前,将接收机和跟踪雷达特性以及飞机干扰机特性输入“试验建立数据库”文件。利用该数据库与试飞期间测得的实时测量值可得到图表形式的联机结果,供飞行试验工程师使用。     

用新的雷达校准和性能监视方法改善飞行试验的数据

性能更高的现代武器系统的飞行试验,要求靶场提供更加精确而一致的测量数据。外测系统测量导弹的位置和速度,是一种独立的外部数据源,用以鉴定武器系统符合设计指标的程度。虽然新的测量系统(例如GPS全球定位系统)提供弹道数据的作用在日益增加,但在最近一段时间,跟踪雷达和光测系统仍将是主要的数据源。按目前西部导弹卫星试验中心(以下简称西试验中心)所用的方法,测定雷达系统的误差并予以修正,是可以改善雷达的数据的。在测定雷达系统的误差和监视C波段雷达总性能方面,GEOS-3和安排在1984年发射的GEOSAT这类卫星起着重要的作用。利用GEOS卫星已经发现了许多问题,如果不予解决,将会大大降低保障导弹和飞机试验用的雷达数据的质量。     

伞舱系统跟踪引导数据迭代算法

针对在返回舱乘伞下降阶段,测控链中弹道测量设备丢失目标,以及跟踪结束后无法外推生成可靠引导数据,光学设备难以快速捕获目标等问题,以风场修正模型为基础,通过风场提前修正与采用测量数据实际修正相结合的方法,建立伞舱系统跟踪引导数据迭代算法.利用多次返回段任务数据对该算法进行实验验证,并与实际任务中目前使用的方法进行比较,结果表明：通过该算法推算较长时间后的引导数据,其平均误差为现有方法的6％;推算较短时间后的引导数据,其平均误差为现有方法的20％.因此,利用该算法计算的引导数据精度较高,有助于光学设备及其他测控设备快速捕获或重捕目标.     

基于实时预测轨迹修正的共轴跟踪观测方法

针对光电设备跟踪观测轨迹可预测目标,提出并实现了基于实时预测轨迹修正的新型跟踪算法。从电视观测信息中实时解算出轨迹偏差的位置分量与速度分量并修正预测轨迹,引导仪器运动。应用该方法,在被观测目标电视探测不理想时有效提高了跟踪可靠性,降低了光电跟踪设备对电视探测能力的苛刻要求。即使电视探测短时出现困难,也能保证一定精度。本文给出了实时轨迹修正跟踪方法的构成原理与试验结果,并与一般电视跟踪方法进行了对比。     

增广状态反馈在雷达伺服控制系统中的设计实现

在航路捷径附近,靶场单脉冲测量雷达的伺服控制器使用传统PID（比例积分微分）角误差控制方法跟踪飞行目标时,会产生较大的动态滞后误差。针对这种情况,提出采用带状态观测的增广状态反馈控制方法,通过实时观测系统内部状态信息（状态变量）并及时根据状态进行系统调节的控制方式,可以实现对高速目标的快速稳定跟踪。经过仿真和系统试验,证明这种控制方法可以较大地提高系统的动态响应速度并减小航路捷径附近的动态滞后误差。     

高级靶场测量飞机的改进及现代化计划

目前,已制造了七架EC-135型高级靶场测量飞机(ARIA),用来接收、记录遥测数据并对其进行实时中继。现在正给这些飞机改装新设备,使之满足本世纪内用户对机动遥测数据收集及转发的要求。高级靶场测量飞机的两套主用测量电子设备已经搬上C-135B型飞机(此种飞机使用TF-33风扇式发动机)。另外几架的改装将采用波音707-320C型飞机。测量设备方面的变化包括新的记录器、天线、天线控制系统、馈源、跟踪系统及遥测接收机。     

《飞行器测控技术》1990年总目录

测控总体 火箭喷焰引起的电离层扰动及其对主动段折射修正的影响 天基雷达监视系统最佳化技术 GPS转发记录和接口系统 欧空局通信卫星监视设施的现状无线电测t (一)P.6一11(二)P.53一59(四)P.75一81(四)P.82一86美国弹道导弹目标特性测量雷达发展简况及其发展趋势雷达光机轴偏差的测量利用甚长基线干涉测量技术跟踪向步卫星利用脉冲载波相位提高距离测量精度的仿真研究‘用于同步轨道确定的地面站天线指向性能雷势目标散射截面的计算 欧洲空间局的新型多用途跟踪系统光测 帧转移电荷招合装置用于高速成象 光学动目标的检测算法遥测 全球…     

考虑转台定位误差的快速自对准方法研究

提出了一种考虑转台定位误差情况下的捷联惯导快速两位置自对准方法.在传统解析粗对准方法的基础上,根据对准位置及旋转过程中的惯导相邻时刻输出信息小幅慢变的特点,通过引入中间坐标系,实现实际旋转角度的精确跟踪和导航误差的实时更新计算,同时对动态环境对导航误差的影响进行补偿,以提高导航误差的计算精度.建立等效漂移与导航误差之间的数学关系,基于等效漂移,辨识初始姿态角误差,并根据对准精度要求对辨识结果进行迭代修正.静、动态环境条件下的试验结果表明,该方法能够有效克服转台定位误差对惯导系统自对准的影响,计算速度及精度满足对准要求,具有一定的工程应用价值.     

基于融合滤波的MEMS动态倾角仪算法设计

倾角仪是测量物体水平倾角的仪器,在测绘仪器、天线定位、平台控制、海上平台监控等方面有着广泛的应用。基于以MEMS陀螺仪和加速度计为核心传感器、STM32H743为核心控制器的高精度动态倾角传感器,针对加速度计受线加速度影响不适合跟踪动态角运动、陀螺仪受漂移影响存在误差累计的问题,设计了一种融合滤波算法,采用零速修正和姿态自观测方法建立扩展卡尔曼滤波模型,通过反馈矫正将陀螺仪和加速度计输出数据进行融合滤波,去除加速度计受动态环境产生的干扰误差和陀螺仪产生的累计漂移误差,得到高精度载体水平姿态信息。使用大理石平板及三轴转台分别进行静态及动态试验验证,测量过程中动态倾角仪通过RS422串口及CAN总线将仪表原始信息及姿态解算信息传输给地面采集设备,实现对载体姿态的连续、实时计算和显示。经试验验证,该算法能够有效提高系统倾角跟踪精度,测量精度优于0.008°(1σ)。     

几种电离层模型折射修正效果检验

航天工程任务对航天器外弹道测量数据的精度需求不断提高,电离层折射误差已成为影响航天高精度测量的主要误差源之一。目前国际上基于多种观测数据建立了多种电离层模型,由于模型使用的数据和算法不同而有不同的修正精度。通过分析国内外常用的Klobuchar(克罗布歇)模型、国际参考电离层模型和中国参考电离层模型的特点,利用3个电离层模型对S频段多颗在轨卫星50多跟踪圈次的实测外测数据进行修正,以星载GPS(Global Positioning System,全球定位系统)数据获取的精密星历经过坐标变换、测站与卫星的几何关系计算可得到测站到卫星的距离,将其作为标准值,采用微波辐射计修正对流层折射误差后对3个电离层模型的修正结果进行比较检验,结果表明中国参考电离层模型在中国区域的修正结果优于其他2个模型,可为航天测控实时修正提供参考。     

GPS在弹道导弹跟踪中的应用

在弹道导弹的试验和鉴定过程中,需要精确测定时空信息(TSPI)。出于靶场安全考虑,试验时要对弹道导弹进行跟踪,炸毁失灵的导弹;为鉴定导弹的制导系统,要精确地确定导弹的弹道。过去,用测量雷达跟踪的TSPI精度不够,对弹道的确定更是如此。如果导弹从远海发射,或是同时要跟踪多个目标,那么,雷达用于靶场安全也会力不从心。对于外测跟踪或精密弹道确定,GPS转发跟踪系统可以记录全程飞行情况,供事后分析,而且还可以根据需要多次重放,以使跟踪滤波器最佳化。     

C波段雷达校准及其在GEOS-Ⅱ计划中的应用

一、绪言本报告是六份GEOS-ⅡC波段雷达系统计划最终报告之一,它详述了如何将C波段测量用于GEOS-Ⅱ的计划之中。这份材料包括了雷达操作的各个方面,其中有: 1)本计划前的规划 (a)雷达误差源的识别 (b)误差大小的预测 2)跟踪操作标准要求的研究 (a)进行事前与事后校准,将系统误差减至最小。 3)在分析跟踪数据的基础上修订原操作要求。 4)对专门的卫星跟踪试验进行研究与分析。 5)与GEOS有关的雷达研究计划。     

ADS-B用于高精度雷达标定的方法

为了更好地解决高精度雷达标定的问题,提出了基于广播式自动相关监视系统(ADS-B)固定误差及目标回波中心动态修正的雷达标定新方法。首先分析了ADS-B位置数据误差的来源、类型及在雷达坐标系下的特征,同时对民航目标回波中心的变化作了分析建模,在此基础上进一步通过对雷达数据与ADS-B数据之差作动态联合修正,最终估算出雷达系统误差,提高了雷达系统误差标定的精度和稳定性。并利用多批次的实测数据对该标定新方法与其他方法进行了对比验证,结果表明,该方法有效提高了标定的精度和稳定性,并已成功应用于雷达标定设备中。     

雷测数据动态滞后修正方法研究

针对试验任务中可能出现的雷测数据动态滞后误差,分析了雷达伺服系统产生动态滞后误差的原因,采用实用的统计分群滤波方法对数据进行有效修正,从而提高数据处理精度。通过对同一问题数据进行3种不同的处理,比对各种结果,证明了该方法的有效性和实用性。     

机载火控系统精度分析

火控系统动态精度试验是指在目标和飞机处于相对运动的状态下,检查系统输出值相对标准值的误差。本文介绍了飞机火控系统动态试验的程序和基于时间序列建模的理论。最后,对导弹与目标相对位置的误差以及火控跟踪雷达对目标的测距、测角误差进行了分析。     

实时试验数据处理系统

位于亚拉巴马州拉克堡的美国陆军航空发展试验中心需要具备直升机飞行试验实时数据采集和处理能力。这样的系统必须能够收集和处理来自模拟记录磁带和／或遥测接收机的ＦＭ和ＰＣＭ数据流。尽可能采用现行的硬件和软件，综合形成了一套可独立使用的遥测收集和处理系统。     

圆光栅测角仪获2000年国防科学技术二等奖

圆光栅测角仪是三○四所研制的集光、机、电为一体的 ,高精度、自动化的动态角度检测仪器 ,是既能检测线角度器件 (圆光栅盘等 ) ,又能检测面角度器件 (角度块、正多面棱体等 )的一台角度基准仪器。它由双面止推精密空气轴系、基准光栅角度发生器系统、动态光电零位触发瞄准系统、标准衍射莫尔条纹产生系统、压缩空气供给系统、驱动稳速系统、光电读数系统、光电信号接收系统、细分调整计数系统、数据输出、误差曲线输出、计算机控制软件等系统组成。该仪器的研制完成 ,填补了我国动态测角的空白 ,使我国在角度测试方面的能力达到国际先进水…     

某瞄准吊舱跟踪精度评估技术研究

采用VC 编程语言和数字图像处理技术实现了机载某瞄准吊舱电视/红外系统图像中的瞄准十字线的自动检测,可对图像中叠加的GPS时间进行自动识别,并采用滤波技术对识别出的时间进行滤波。对电视/红外图像跟踪精度测量数据的不确定度分析表明,测量结果的标准差满足测试精度的要求。