用GPS引导电影经纬仪、激光雷达和威胁发射机

三军GPS靶场应用计划中开发的GPS设备已投入使用。在试验和训练靶场一项很有希望的应用就是电影经纬仪、激光雷达和威胁发射机的指向控制。电影经纬仪和激光雷达用于靶场外测精度极高,可是波束捕获范围极窄,需要外部引导。无人值守威胁发射机也需要外部指向信息。在这一应用领域,在被试或训练飞行体上装GPS接收机或转发器,飞行体的位置经下行链路发到跟踪站,在跟踪站上计算出指向角,用来引导或控制电影经纬仪、激光雷达或威胁发射机。由于差分GPS的精度很高,所以这种引导方法很精确。利用高速率直接下行数据链路,指向信息的时间延迟很小,对高动态飞行器仍能提供高精度引导信息。这种方法不需要在跟踪站上配值守人员,所以这种方法是控制这些设备的高效费比方法。     

用最佳轨道——主成份估计法自校雷达零值和解目标位置

本文给出了一种最佳轨道——主成份估计法,可用于脉冲雷达或激光电影经纬仪等系统的目标位置求解和测量系统零值自校正。模拟仿真计算表明,本方法是有效的。     

试验中被制导目标的定位及安控应用

从飞行器试验安全控制角度，讨论了在末制导系统捕获目标后，如何融合外测和遥测数据以获取目标的位置信息。要点是目标位置的计算方法及其应用于安控显示软件。给出一个实例；用实时测量数据解算出飞行器制导目标的位置，并在电子地图上显示。     

目标图象的计算机分析

利用本文所述原理及软件,能从边界明确的二维黑白图象中自动分离出目标(如多目标、碎片等),并能给出目标的数目及每个目标的形状、面积、周长、中心点的位置以及目标的总光学密度和密度中心的位置等。本软件用FORTRAN语言写成,与其它软件相配合,可用于电影经纬仪自动实时跟踪;经纬仪胶片、弹道照相机干板的自动判读等处理。亦可用于数字与字母的识别等。本文探讨了目标边界的某些微分几何性质,并对有限边界点集合采用了最小化及特征化技术。经计算机仿真试算,获得了初步结果。     

红外成像导引头跟踪丢失状态下的控制策略研究

针对红外成像导引头跟踪丢失后无导引信号输出的情况,提出了一种飞行控制策略:即在导引头稳定跟踪过程中通过目标被动定位算法实时估算其相对位置信息,当导引头跟踪丢失后,根据估算得到的相对位置信息和惯导输出的飞行器实时位置、速度信息解算理论导引信号,以及该信号生成控制指令控制飞行器朝目标飞行。对导引头跟踪丢失后的控制效果进行了数学仿真验证。结果表明,目标被动定位结果收敛,跟踪丢失情况下飞行器飞行控制稳定,命中精度较高,具有一定的工程应用价值。     

下一代电影经纬仪摄影系统某些性能参数的初步探讨

光学外弹道测量设备——电影经纬仪是第二次世界大战以来随着导弹的发展而出现的一门综合性技术。由于它测量精度高、有直观的图象,因此它不能完全被电子外弹道测量仪器所代替,它仍是试验靶场不可缺少的重要测量设备之一。从世界上第一台电影经纬仪——ASKANIA诞生以来,据目前粗略统计,其型号已达50种以上。我国第一台电影经纬仪是长春光机所于1965年研制的150工程,至今已20多年,目前其型号也有十几种之多。从性能上看大体上已更新了四代,现在正在向第五代,即“智能经纬仪”方向发展。关于“智能经纬仪”的性能指标,本文不作全面论述,而只浅谈“智能经纬仪”摄影系统某些性能参数的选择问题。     

EOMS光电经纬仪系统

EOMS光电经纬仪系统主要用于中近距离范围内飞行器轨迹及姿态的测试。该系统可对飞行目标进行单杆半自动和电视全自动跟踪；采用了GPS，可使外测参数和内测参数实现精度时间同步。通过外场测试和初步飞行试验证明该设备具有测试精度高，能进行TV实时测量等优点。     

小型无人飞行器风场扰动自适应控制方法

针对小型无人飞行器在执行任务时传感器测量精度低、受风场扰动影响大的问题,提出了一种利用矢量域与滑模控制相结合的复合控制方式,有效地实现了对小型无人飞行器的轨迹与航向的自适应跟踪。将复杂航迹分解为直线段与圆弧段分别构建矢量域,从而确定基于位置误差的航迹信息,并通过机载传感器获得状态和位置信息,利用滑模控制方法抑制风场扰动对小型无人飞行器的影响。试验结果表明,本文提出的控制算法能够保证阵风干扰情况下小型无人飞行器的航迹控制精度,同时具有良好的动态响应。     

GPS—TRAK,利用GPS和多模单轴天线技术的另一种低成本自跟踪

GPS能精密测量空中飞行目标的时间空间和位置信息。GPS接收设备的成本急剧下降,出现了类似20多年来手持计算器所经历的情况。借助多增益(波束)天线和GPS,可以利用廉价单轴天线系统来接收遥测信号,同时又能给出空中飞行器的精确位置、速度和加速度信息。     

发动机质心测量方案研究

分别采用经纬仪、磁尺对固体发动机相对于称重传感器的空间位置进行了测量 ,以确定发动机质心位置。试验表明 ,磁尺测量方案从工程实际应用角度看是更优的选择     

激光测距经纬仪跟踪运载火箭的部位修正

一、问题的提出一般说,激光测距电影经纬仪可以单站测得目标的位置。但是由于激光波束的跟踪部位是箭体外面的合作目标,而角度跟踪部位是火焰前端(或称箭尾),跟踪大型运载火箭时,两个跟踪部位的最大间距可达几十米。所以在数据处理中,必须将测距和测角的跟踪部位修正到同一点,否则将会影响测量精度。本文提出了三种部位修正方法:①将距离测量量修正到火焰前端;②将角度测量量修正到合作目标处;③最小二乘联合求解斜距的部位修正量。其中第一种方法已付诸实用。     

系统误差的约束校准法

本文讨论了光学电影经纬仪测角数据经过常规处理以后的残余系统误差的约束校准方法。处理了九台光学经纬仪实际测量数据,获得较为满意的结果。经校准后的光学电影经纬仪的测角误差降为原来的1/2。     

基于STK模型的伪距/伪距率组合导航算法研究

传统的组合导航仿真算法采用位置、速度信息组合模式,由于计算误差和测量误差的存在,导致结果误差偏大。本文针对轨道机动飞行器的特点,通过STK卫星仿真软件分别模拟GPS卫星星历及机动飞行器从初始轨道向目标轨道过渡真实轨迹,采用基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧密组合导航系统对飞行器转移过程进行数学仿真计算。结果表明,基于伪距/伪距率组合导航方法,不仅可以修正惯性元件的常值漂移,并且对轨道转移段的速度、位置误差有很好的估计,获得较高的导航精度。     

多飞行器动态目标追踪协同控制研究

多飞行器追踪动态目标是一个协同控制问题,需要根据目标飞行状态,协同各个追踪飞行器的飞行状态,最终能够在某动态的最佳点实现同时到达。考虑到目标具有较强的机动性,轨迹通常为非线性的,设计了一种基于非线性轨迹预测的、以剩余时间为控制变量的一致性控制方案。仿真结果表明,提出的控制方案能够实现空间位置相距较远的多飞行器动态追踪,具有较好的灵活性和收敛性,目标轨迹的预测结果与实际轨迹误差较小,恰当的轨迹估计有助于缩短追踪时间,提高追踪效率。     

微小型飞行器惯性组合姿态确定与航路导航研究

构建了微小型飞行器(MAV)导航、制导与控制(GNC)系统。研究了微惯性导航测量单元零偏的温度建模及非正交误差的多位置标定补偿方法,提出微小型飞行器导航、制导与控制系统闭环条件下,利用导航、制导与控制回路的飞行状态特征信息的微惯性组合导航系统滤波算法,根据微小型飞行器飞行状态实时调整卡尔曼滤波器的观测噪声方差,有效提高了动态过程中姿态测量精度和微小型飞行器的飞行平稳度。完成了组合导航系统滤波算法验证飞行试验及自主姿态稳定和航路飞行试验。飞行试验表明:微小型飞行器实现了自主姿态稳定与长距离超视距航路点导航飞行,航路点导航误差小于30 m,惯性组合姿态确定与航路导航系统及算法满足微小型飞行器自主飞行对导航系统的需求。     

分布式光电经纬仪测量系统信息传输设计

由于光电经纬仪测量系统中,测量摄影机越来越多地由高速电视所替代,信号传输在原来只有数据信息的基础上又增加了高速图像信息,从而使得信息传输量大大增加。就光电经纬仪测量系统中使用的导电环和经纬仪专用通讯系统接口在信息传输中的能力缺陷,分别寻找出多路空间互连光旋转连接器和光纤以太网的解决途径,为经纬仪的旋转平台和静止平台之间以及各经纬仪之间的信息传输,提出一种新的设计方案。     

基于显著图数据增强的飞行器识别与检测算法

数据增强技术能够有效解决民用航空等领域机器学习模型训练数据严重不足的问题，对于提升智能模型的性能至关重要。为此，针对航空领域飞行器识别和检测的典型应用场景，本文提出基于显著图的数据增强方法，在不同种类的飞行器数据集上分别进行分类和检测试验。试验结果表明，在飞行器目标检测数据集上，利用本文提出的数据增强方法可以提升飞行器目标检测精度。     

基于表面压力信息的空间流向涡识别方法

旋涡与表面的相互作用广泛存在于各类飞行器的绕流中，旋涡影响飞行器表面的压力分布，引起其气动特性的改变。而表面压力分布同样反映飞行器绕流中复杂涡系的空间流动特征，结合迎角、侧滑角等来流参数，可以判断飞行器受力状态和运动趋势。以平面点涡和“镜像涡”理论为基础，建立基于表面展向压力分布曲线的空间涡识别方法。根据截面展向压力分布曲线是否存在因主涡诱导下洗气流产生的正压区，定义流向旋涡的近物面流动和远物面流动；根据二次涡相对于主涡的位置，定义压力分布曲线的“近二次涡侧”和“远二次涡侧”。利用展向压力分布曲线“远二次涡侧”的1/4峰值、峰值及其展向位置，识别流向旋涡空间位置特征和强度特征。搭建涡-面相互作用试验平台，比较空间流场测量结果和表面压力信息识别结果，验证该方法有效性。研究结果表明：通过表面压力分布曲线可以辨识流向旋涡的空间位置和强度特征，空间流场测量与基于表面压力信息的旋涡识别结果的关联性分析验证了该方法的有效性。为重构飞行器周围旋涡流动结构，以及实现飞行器气动力的预测奠定了重要的技术基础。     

利用GPS提高测量船的测位和测姿精度

测量船是海上活动观测站,船上配有精密跟踪测量雷达和光学经纬仪等测控设备。要精确观测空间飞行器的运动轨迹或弹道,就必须精确测定船体的位置、速度、姿态和航向。我国早期测量船上的导航系统使用局限性很大,而且相当落后,已经不能满足当代海上作业的精度要求,急需更新。 目前,美国GPS已全面投入运行,利用该系统测定测量船的位置和姿态,不仅精度高,实时性强,而且操作简便,设各成本低。借助差分导航、组合导航等技术还可以进一步提高其定位测姿精度。不久的将来,俄罗斯的Glonass也将投入运行,且工作性能与GPS基本一样,可作为GPS的补充导航能力。     

飞翼布局飞行器等离子体激励增升技术试验研究

为研究等离子体激励器布置位置和控制参数对飞行器增升控制效果的影响规律,以飞翼布局飞行器为对象,采用纳秒脉冲放电方式,开展了激励器布置位置对飞行器增升效果的影响研究试验,在研究激励器控制参数对增升效果的影响时,分别采用了纳秒脉冲和AC放电方式进行了试验。研究结果表明,等离子体激励器能够显著增加飞翼布局飞行器的最大升力系数,延缓失速发生,对阻力系数的影响较小;激励器以平行于飞行器前缘方式布置时,增升效果较好,布置于前缘位置增升效果最佳,试验状态下可使飞行器最大升力系数增加39.5%,失速迎角推迟8°;纳秒脉冲放电方式下,调制频率变化对飞行器增升效果影响明显,激励电压对增升效果影响较小;AC放电方式下,占空比对飞行器增升效果有一定影响,占空比的选取不宜过大。