空间光电跟踪系统闭环全物理仿真试验技术

为验证空间光电跟踪系统与卫星平台耦合作用下的跟踪性能,提出空间光电跟踪系统全物理仿真试验方法。利用三轴气浮台模拟卫星零重力下的自由转动,在地面实现了非合作目标闭环跟踪控制和空间动力学特性的综合模拟。采用基于整星姿态动力学的重力干扰力矩辨识方法,消除转动部件重力干扰对试验的影响,实现对系统跟踪脱靶量的精确评估。试验结果表明,空间光电跟踪系统针对非合作目标的跟踪脱靶量优于0.006°（3σ）,满足系统在轨应用需求。但在对高速目标跟踪过程中,跟踪脱靶量存在一定的相位滞后,控制方案需进一步优化。     

遥测跟踪用的新型双频段天线

天线系统采用双频工作的目的是为了提高可靠性或增加数据带宽。关键的部件是具有频率选择功能的二向副反射器。这种反射器对X波具有强烈的反射作用,而对S波则是透明的。本天线是完全对称的天线,对2.2～2.4GHz S波进行接收与自动跟踪,对X波的7.2～8.6GHz进行接收。副反射器频平选择面具有预定的性能,两天线同时具有右旋和左旋圆极化输出。文中给出了整个系统的外观、几何图形及性能。系统使用性能优异的RADSCAN锁源。结论认为:利用频率选择面的原理是实现高质量双频天线系统的有效途径。使用这种天线系统,将可以实现自动跟踪和双频遥测接收。     

一种航天器单脉冲差模角跟踪系统的标定及测试方法

介绍了航天器单脉冲差模角跟踪系统的组成和基本原理;针对捕获跟踪系统性能与射频通道相位特性的相关性,提出了在无线状态下通过用户目标在一定范围内按一定轨迹运动进行射频通道相位标定及跟踪性能测试的方法;在此基础上进一步提出了利用信号源模拟用户目标在角跟踪系统天线坐标系下不同位置时天线输出的射频信号,进行有线状态下射频通道性能的测试方法。标定及测试方法通过地面试验验证了可行性和有效性,可用于航天器单脉冲差模角跟踪系统在地面的通道相位标定、跟踪性能测试和射频通道性能测试,以实现角跟踪系统对用户目标高精度、稳定的跟踪。     

火箭初始段飞行图像识别和跟踪系统设计与实现

介绍火箭初始段飞行图像识别和跟踪系统的系统组成、工作原理、模块功能及系统特点,并对模糊PID控制器和火箭跟踪过程进行仿真实验和结果分析。仿真结果表明,该系统具有对不同背景下的火箭进行自动识别和当火箭被云雾短暂遮挡时进行预测跟踪等性能。文中还总结了系统在研制过程中解决的跟踪算法、模糊PID控制、摄像机模型、步进电机模型等关键技术。     

卫星光通信中耦合运动对光信号跟踪影响分析

光通信终端与卫星平台的耦合运动是影响卫星光通信系统光信号跟踪性能的重要因素。以铱星系统星间链路为例,建立了卫星光通信终端与卫星平台相互耦合运动的数学模型,并进行了数值仿真。理论分析及仿真结果表明:卫星光通信终端与卫星平台相互耦合运动使系统粗跟踪误差增大,方位轴、俯仰轴最大误差分别为94μrad和98μrad,超过精瞄系统补偿范围。为确保星间激光链路通信性能,提出了光束粗跟踪控制补偿算法,并进行了相应的仿真实验,仿真结果表明:补偿后的控制算法将方位轴、俯仰轴最大跟踪误差降低为37μrad和41μrad,符合精瞄系统补偿要求,保证了系统跟踪性能。该结果对今后小卫星星座激光组网具有一定的指导意义。     

六自由度自跟踪天线座的系统设计

六自由度自跟踪天线座是一种新型天线座,克服了A-E及X-Y型天线座存在跟踪盲区的缺点,实现了对目标的全空域跟踪。文中介绍一种六自由度自跟踪天线座系统,并通过外场测试及对卫星的跟踪,对其性能技术指标进行测试。实测结果表明,天线座各项技术指标均达到要求,成为我国自行研制的第一套六自由度自跟踪天线座系统。     

遥测接收天线自动跟踪ATTRA系统的设计

本文介绍我校研制的一种遥测接收天线方位角自动跟踪系统623—ATTRA 的原理、组成及技术性能。该系统已在小型无人驾驶飞机及地面车辆遥测系统中应用。使用该系统后,由于遥测接收天线自动指向目标,从而提高了遥测数据传输的可靠性和精度。文章对方位角跟踪精度作了分析。     

舵机加载系统的鲁棒力矩渐近跟踪控制

针对舵机加载系统中存在未建模部分、时变、非线性等因素,设计了鲁棒力矩渐近跟踪控制器。分析了系统结构,并建立系统简化模型。为了抑制舵机运动扰动对加载系统的影响,提高系统跟踪性能,将舵机运动作为外干扰进行处理。根据系统输入信号的特点,基于内模原理,分别利用系统的传递函数和状态空间模型设计鲁棒渐近跟踪与干扰抑制控制器。针对期望极点难以选取的问题,利用最优化方法设计系统控制律,并引入期望衰减度调节系统力矩跟踪和扰动抑制性能。仿真结果表明,所设计的控制器能使系统获得较理想的跟踪性能,基于状态空间的最优化方法方便了系统设计。     

基于代价函数的传感器管理算法研究

针对多传感器目标跟踪的应用背景,研究了综合考虑系统性能与资源消耗的传感器管理问题.建立了基于代价函数的传感器分配优化模型,其中代价函数包括跟踪系统偏差代价和资源消耗代价两部分.采用协方差控制技术量化系统跟踪性能,将目标跟踪的实际协方差与其期望值之间的偏差作为系统性能偏差代价.传感器管理优化模型通过最小化当前时刻系统的总代价来分配传感器以维持目标跟踪.仿真结果表明,与传统的协方差控制传感器管理算法相比,该方法不仅能够获得理想的跟踪性能,而且能够更加有效地分配有限的传感器资源.     

便携式红外寻的防空导弹——红外导引头

在介绍便携式红外寻的防空导弹导引头的功能、结构、作用原理及对各部件的要求的基础上，以法国“西北风”和俄罗斯“针”便携式红外寻的防空导弹为例对导引头的结构进行了分析。通过对探测系统的光学系统、调制方式、制冷探测器等部件的描述，论述了该类导弹的探测原理、跟踪控制信号的形成原理和跟踪原理。给出了跟踪信号的形成公式和控制信号公式。最后展望了该类导弹的红外导引头的发展趋势。     

中继星天线星地大回路控制方案中时延影响的分析与仿真

使用仿真软件MATRIXx建立了星—地大回路闭环跟踪系统的时延分析仿真模型;分析了星—地大回路中大时延环节对系统性能的影响,分析和仿真了经典PID校正后系统的稳定性与跟踪精度;分析和仿真了星—地大回路复合控制系统的跟踪性能。     

THASSID光电寻的系统

美陆军用THASSID(末段寻的固态成像装置)光电子的系统来检验和评价寻的系统的主要战术技术性能.THASSID寻的系统由电视摄像机和复合跟踪系统组成.复合跟踪系统包括自适应窗内目标形心跟踪系统、动目标跟踪系统和相关跟踪系统.对上述系统的特性和工作原理作了详细讨论.     

预冷空气类动力系统发展历程浅析

预冷空气类动力系统是当前高超声速领域研究的热点,是未来两级入轨可重复运载器的一级和临近空间高超声速投放平台的理想动力方案。通过查找国内外公开文献,回顾了预冷空气类动力系统的发展历程,介绍了各个阶段的典型方案与研究成果,分析了各个方案演变过程和可能原因,重点比较了引入氦作为中间介质的预冷空气类发动机循环方案的差异。分析表明:各种方案改进的最主要目的是提升空气预冷效率,降低冷却消耗的燃料,提升发动机的综合性能;当前国内外的相关研究工作已经由最初液化循环转变为深冷循环,再到以SABRE4为代表的适度冷却方案;在保持系统性能最大化的前提下,结合当前技术水平,增加系统可行性,加快从方案论证向部件集成及试验验证转变的步伐。     

GPS/INS组合导航中两步自适应滤波方法

GPS/INS组合导航实际应用中存在系统模型偏差、噪声模型不确定等问题,导致卡尔曼滤波器无法实现最优滤波效果,严重时甚至导致滤波发散。渐消卡尔曼滤波器和自适应卡尔曼滤波器通过引入单渐消因子和单自适应因子可以部分解决上述问题,但是不足在于单因子只能进行整体调整,不能精确调整各个通道。针对此问题,本论文提出一种2步自适应卡尔曼滤波算法,构造基于残差协方差估计的多重渐消因子和自适应因子对各个通道精确调整,克服动态环境下跟踪性差的局限性。实验结果表明,改进后的自适应卡尔曼滤波算法可以精确调整各通道,增强系统的定位精度、跟踪性能和鲁棒性。     

天基雷达特殊背景下的目标跟踪技术研究

天基雷达是雷达置于卫星平台上的,用于地面及空中目标探测与跟踪的一种新型雷达系统,研究跟踪卫星频繁交接情形下的目标跟踪技术对于天基雷达系统跟踪性能的实现具有重要意义。针对天基雷达特殊背景下的目标跟踪问题,基于圆形地球模型的假设条件,给出了目标跟踪的实现方法,包括跟踪平台交接判别方法、目标状态方程及观测方程的建立方法、目标跟踪算法的选择及目标跟踪的实现过程。在给出理论分析的同时,进一步通过计算机仿真结果证明了所给方法的正确性。最后给出结论与展望,指出该方法同样适用于双基地天基雷达体制及快速响应系统。     

一种数字式动目标跟踪技术

介绍一种在某型号雷达中成功应用的全数字式动目标跟踪系统。和差三路Ｉ和Ｑ正交信号经模数（Ａ／Ｄ）转换后在数字信号处理器中进行动目标显示（ＭＴＩ）滤波、距离跟踪，同时提取角误差信号作为天线角伺服系统的输入，以实现对目标的角度跟踪。该跟踪系统可以有效地抑制对中低空目标回波影响较大的地杂波及海杂波等干扰信号，从而极大地改善了跟踪雷达的中低空性能。     

研制现状与发展趋势

一、前言 电视跟踪系统以其分辨率高、图像可见、抗干扰性能好、成本低等优点在军事上受到普遍重视,并在武器系统中已获得广泛的应用。 随着现代技术的发展和作战环境的复杂多变,要求防御武器的探测与跟踪系统具有抗各种干扰、抗反辐射导弹的能力和对付多目标以及全天候作战的能力。研究现代战争环境特点表明:发展探测与跟踪系统不仅要重视具有先进雷达体制的微波雷达和毫米波雷达的发展,还要特别重视光学探测与跟踪系统的发展。本文仅就电视跟踪系统的研制现状、军事应用及发展趋势作一简要介绍。     

航天器直流电源系统稳定性分析方法研究

航天器直流分布式电源系统由于在母线上使用的直流/直流变换器等部件数量的迅速增加,导致各个部件间相互影响问题较为突出。文章就航天器直流分布式电源系统的稳定性问题进行了研究,对影响系统稳定性的主要因素进行了分析,并对目前在"国际空间站"直流分布式电源系统稳定性研究中所采用的分析方法进行了比较研究。最后针对我国航天器直流分布式电源系统特点,提出了开展系统稳定性研究的建议。     

一种耐高温的轻型喷管材料

纤维材料公司(FMI)已验证了加工轻型、抗氧化的用于卫星姿控系统的复合材料推力室的可行性。此部件的优点是减轻了系统重量、提高了有效载荷;由于较高的温度容限及较低的加工成本,使之成为一个更加简单、可靠且性能优良的系统。增强材料采用高强度、高弹性模量的碳纤维,基体材料为碳化硅。借助于轴向编织型坯的致密化过程加工碳纤维增强碳化硅基推力室。由化学气相渗透法(CVI)对编织部件进行致密化处理,最终密度约为2.1g/cc 及开口孔隙率为14%。致密的部件周向抗拉强度超过100MPa(15KSI)     

美海军将首先装备激光武器

《国防电子学》1982年9月报道:预料海军将是美国首先试验武器用激光器性能的军种,这一验证试验将在海军的“海石”计划(SEALITE)中进行。海军预料,最终会把高能连续波激光器装备到舰上,作为防御反舰导弹的武器。现计划将激光武器系统的各个部件(现正在几个地方研制)运送到白沙导弹靶场完成总装和系统的