美国全球定位系统用于靶场外测的概况

全球定位系统(GPS)作靶场外测具有精度高、可跟踪低空飞行目标、可作全弹道跟踪、测量费用低、不受航区布站限制等优点。文中给出了外测系统的基本组成及有关技术问题。测量方案有二,其一是在目标上装GPS接收机,另一是在目标上装转发器。介绍了IEC公司的转发方案,其设备包括弹载设备和地面站设备及处理系统。最后讨论SATRACK系统的精度,指出GPS卫星星历表的准确度会影响SATRACK的外测精度,另外,多径效应引起的误差往往很突出,但对P码信号影响较小。     

转发GPS外测数据处理及状态估计方法分析

本文综述了转发GPS外测数据处理和状态估计方法。详细讨论了各种处理观测值的差分法,比较了它们的优缺点。由数学仿真证明GPS用于弹道测量时其状态估计的精度是很高的。     

一种新型无线电外弹道测量方法

基于多基地被动雷达测距原理，采用氢钟或全球卫星定位系统(GPS)实现不同测量站的高精度时间同步，提出了一种新的无线电外弹道测量方法。给出了系统的组成，讨论了方案中高精度时间同步、小型捷变频脉冲雷达发射机、宽带瞬时测频接收机和实时处理系统等关键技术。分析表明，该方法可提高测量精度，增大测量距离，改善抗干扰能力。     

火箭靶弹零升阻力系数辨识

火箭靶弹无控飞行过程中飞行攻角较小且无法准确模拟,为提高靶弹弹道理论预估精度,弹道理论计算可假定飞行攻角为零,将飞行攻角产生的诱导阻力贡献折算为对零升阻力系数的修正。建立了火箭靶弹气动特性工程计算方法,针对火箭靶弹零升阻力系数计算模型不确定性问题,利用火箭靶弹A飞行试验GPS遥测数据对其零升阻力系数进行了参数辨识,基于辨识结果对火箭靶弹零升阻力系数工程计算方法进行了修正。经火箭靶弹B飞行试验结果验证,由于综合考虑了飞行攻角产生的诱导阻力贡献,采用修正后的零升阻力系数,弹道理论预估精度大大提高,满足工程要求。     

靶场统一测控系统兼容GPS方案技术问题的分析

本文分析靶场的统一测控系统与 GPS 定位系统兼容的有关技术问题。作为一种测量手段,在成本不高的情况下把它同靶场的测控设备融为一体,以适应靶场多型号、多任务、多用途战术武器试验测量之需要,是一种最佳的设计方案。GPS 定位系统作为靶场的外测,具有设备简单,不受航区布站条件的限制,可作远程全弹道跟踪测量,精度高,用途广等特点。本文依据 GPS 信号结构和指标要求,同测控设备进行了一体化设计,以满足系统总体指标的要求     

用于ERIS的GPS转发器处理系统

本文描述基于转发器处理系统(TPS)的全球定位系统(GPS)的要求、设计特点及其能力。该转发器处理系统是由爱格林空军基地的靶场应用联合工程办公室(RAJPO)为美军战略防御指挥(USASDC)的重返外大气层再入飞行器拦截器子系统(ERIS)计划而建立的。TPS 为 ERIS 实验计划提供目标和拦截飞行器的实时位置和速度信息。为了实现这一目的,弹载转发器提供 GPS C/A 码 L 波段到 S 波段的信号转换,并重发给地面 TPS。地面发射机(GT)网用于增加 GPS 卫星(SV)覆盖域。TPS 测量包括“伪距离和”与“伪距离和的变化率”并借助 GPS 参考接收机(RR)进行差分 GPS 修正。快速相关捕获和快速付里叶变换(FFT)技术用于满足相当严格的性能要求。设计用于动态的和弹道飞行的两种卡尔曼滤波器,来满足目标和拦截器的不同精度要求。TPS 还有其它一些功能,例如,检前记录器(用于事后分析)和动态模拟信号源(用于飞行前检查)。     

面向中末交接班的临近空间拦截弹弹道优化

针对反高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口小、变化快引起的交接班难题,设计了带终端位置和速度指向约束的拦截弹中制导弹道。首先,考虑交接班时间、动压、热流、过载、控制量以及终端弹道倾角等约束,建立了拦截弹纵向平面中制导弹道优化模型;其次,构建了中制导段的弹目拦截几何,提出了能量受限的侧窗探测拦截弹中末制导交接班窗口概念,并将其作为拦截弹中制导段弹道设计的终端约束条件;然后,基于hp自适应网格细化方法设计了面向中末交接班的优化弹道。仿真结果表明,所构建的中末制导交接班窗口条件完备有效,能较好描述中制导末端约束条件,所设计的优化算法收敛速度快、求解精度高。另外,通过仿真提出了临近空间拦截弹宜采用背风探测的交接班方案。     

利用GPS技术测量回收系统的弹道数据

与光测系统相比,利用GPS(Global Positioning System)系统测量回收系统弹道参数具有覆盖范围广,精度高和抗干扰能力强等优点。文中介绍了GPS测量系统的硬件和软件设计,并通过对试验结果的分析,总结了系统的研制情况,提出了今后的发展方向。     

基于经验模态分解的外弹道降噪方法及应用

针对外弹道测量数据信号的非平稳性,引入经验模态分解法,根据工程实际应用需求进行改进,提出实用的基于经验模态分解的外弹道降噪方法。新算法验证了外弹道噪声的分布规律并反映了经验模态分解算法的特性。相对于多项式滤波算法,新算法保证了数据信息完整性,有效地降低了噪声的不利影响,提高数据信息的可靠性和真实性。通过仿真和工程实践计算,验证了该算法的有效性和适用性。     

靶场外弹道测量系统最优布站方法研究

外弹道测量系统最优布站是靶场的一项重要工作。描述了布站优化目 标函数和约束条件,阐述了基于遗传算法的求解过程,对距离距离变化率测量系统进行了优 化布站,结果表明该算法可用于外测系统的优化布站设计,为靶场测量系统优化布站提供了 一种新的方法。     

电子角跟踪导引头技术及其应用前景

对电子角跟踪在反辐射导引头中的应用进行了研究。介绍了导引头的组成、电子角跟踪的工作原理和特点。研究了如灵敏度、角跟踪误差、制导信号提取、弹体扰动去耦、角搜索模糊，以及单目标跟踪等关键技术，最后分析了电子角跟踪技术在雷达、单机无源定位、反辐射、救生和机器人等技术领域的应用前景。     

数控系统瞬时故障容错技术研究

本文研究的瞬时故障容错技术是以故障掩盖和故障恢复的思想为基础的新的提高可靠性的技术方法,建立了数控系统容错模型和层次结构,并结合弹(箭)上计算机,对故障进行实时在线检测和处理,以达到减小或消除瞬时故障对控制系统的影响的目的。     

GPS卫星有效载荷对抗技术研究

针对GPS卫星有效载荷的对抗需求,研究了GPS卫星有效载荷对抗技术。介绍了GPS卫星有效载荷技术的演化及其技术特征,根据GPS卫星系统的特点提出了基于伴星平台的天基反GPS卫星对抗系统方案,分析了GPS卫星信号的侦察和干扰技术。     

基于STK的GPS卫星可见性仿真分析

GPS卫星在现代信息化战争中的作用日趋重要。针对GPS的观测应用需求,以目前在轨的31颗GPS卫星为研究对象,分析GPS卫星轨道的特征,研究GPS卫星对地面系统的可见性。结合STK和Matlab软件进行仿真分析,为地面GPS观测系统的天线波束宽度、波束个数设计提供参考。     

GPS系统抗干扰性能及抗干扰技术分析

分析了GPS系统具有的抗干扰能力(包括抗宽带阻塞、窄带和单频噪声).针对GPS系统本身的弱点,详细分析了一些可以采用的抗干扰技术,如窄带干扰的删除方法、单频干扰的时域抵消和频域干扰抑制等,为研究GPS抗干扰技术提供了一定的参考.     

INS辅助高动态下GPS快速捕获半实物仿真研究

在INS/GPS组合导航系统中,当使用环境对GPS信号捕获的快速性有特殊要求时,运用外部信息辅助可以有效提高GPS信号的捕获速度。虽然GPS捕获算法在理论上已经比较成熟,但是在具体的工程实现中却存在诸多问题。本文针对实际应用需求,分析并建立了基于INS辅助的GPS快速捕获仿真模型,设计了相应的半实物仿真系统,并对该系统进行了多次动态仿真试验。对试验结果的分析表明,本文所采用的GPS捕获方法在实际的硬件环境中仍然有效,GPS在INS的辅助下不损失精度,而捕获速度可以提高两个数量级,满足实际系统需要。     

对GPS区域映射系统中比例优化的研究

GPS区域映射系统通过对分布式转发器的时延控制，实现定位区域上的映射关系，使由GPS制导的武器错误定位，从而偏离原有的目标，实现对重要目标的保护^[1]。文章首先给出了求解区域映射系统中虚拟点邻域的迭代算法，在此基础上分析了虚拟点与真实点的位置关系以及转发器的分布对映射比例的影响，并在有效干扰区域内，对如何选择虚拟点的位置和转发器的分布以达到映射比例的优化进行了研究，得出的结论为实际应用提供了参考。     

MBOC数字中频调制的FPGA实现

MBOC（6，1，1／11）调制是Compass系统与GPS和Galileo系统互操作的信号调制方式。文章采用FPGA实现了MBOC的数字中频调制，通过将FPGA实现的数据与Matlab仿真数据做比对，分析了由于量化带来的信号波形的幅度、功率谱密度和自相关函数等方面的误差。结果表明，采用14位量化时带来的误差很小，可以满足导航信号的设计要求。     

车辆行进中的SINS动态对准技术

研究了车载捷联惯性导航系统（SINS）行进中的动态对准技术。以磁力计和全球定位系统（GPS）为外部传感器,分析了SINS/GPS/磁力计组合导航原理,建立了车载SINS行进中的动态对准模型。基于该模型,讨论了动态对准技术研究及系统可观测性,用自适应扩展卡尔曼滤波（AEKF）方法进行状态的最优估计。仿真结果表明：当只有GPS提供外部参考信息时,系统不是完全可观测,而加入磁力计的信息后,系统变为无条件可观,保证了滤波的收敛性能和精度;改变车辆运行轨迹也能改善系统的可观测性,在特定的运行轨迹下系统为完全可观。     

组合导航制导系统的容错技术及特点

论述了组合导航制导系统的容错设计方案，其中包括ＩＮＳ／ＧＰＳ（惯性导航／全球定位系统）组合系统容错技术、ＳＩＮＳ／ＧＰＳ／多普勒组合系统的容错技术及ＩＮＳ／ＧＰＳ／ＣＮＳ组合系统的容错技术；然后分析了组合导航制导系统的抗故障问题，给出了组合导航、制导系统的故障分类和系统出故障后的运用情况；最后，对其发展进行了展望，并提出了今后有待进一步研究的问题。