基于一维相控阵引信的起爆控制算法研究

工程上实现最佳引战配合要求导弹战斗部最大破片密度方向瞄准目标要害部位。基于一维相控阵引信的波束控制技术,推导了最佳起爆角和起爆延时算法,并研究了一种改进卡尔曼滤波方法在此算法中的应用。该滤波算法将球坐标系中导弹导引头的测量信息转换到直角坐标系下进行滤波,同时消除了由于坐标转换而引起的偏差。仿真结果表明,该滤波算法的应用能得到很高的最佳起爆角和起爆延时估计精度。     

基于扩展卡尔曼滤波的机动目标跟踪研究

针对雷达导引头跟踪机动目标问题,建立了一种适于高机动目标探测的非线性系统模型,采用扩展卡尔曼滤波算法推导适用于弹载脉冲多普勒雷达机动目标探测的滤波模型,用以估计俯仰失调角、方位失调角、弹目相对速度和距离等信息,利用系统数学模型对目标加速度及弹目视线角速率进行解算估计。对标称弹道和极限弹道的跟踪仿真表明,所建立的系统模型和滤波设计方案,能够处理真实飞行中存在的部分信息缺失问题,对于极端情况下的遮挡问题也能在一定时间内保证较高的跟踪精度。     

直角坐标系中雷达测量方差的两种计算方法

文章提出了依据雷达极坐标测量标准差和采用雷达极坐标测量数据估计直角坐标系中雷达测量方差以及目标位置误差的2种计算方法,分别为依据目标在统一直角坐标系中各坐标分量上的标准差得到目标位置间接测量偏差的标准差法和基于直线航迹线参数估计的统计学方法。结合相关滤波方法进行试验验证表明,这2种方法应用于多雷达加权航迹融合模型中的雷达测量权值动态分配过程中,均取得良好效果,对于卡尔曼滤波器等传统滤波器和多雷达航迹关联算法也具有较高的推广和应用价值。     

跟踪微分器在制导信号提取中的应用

利用弹体姿态解耦算法,对捷联成像导引头的目标视线角速率进行提取。针对捷联成像导引头大的瞬时视场带来的大的测量噪声,采用TD跟踪微分器进行视线角速率重构和滤波。经数学仿真验证,滤波后所得到的视线角速率信息可直接应用于比例导引控制,有效提高了制导精度。     

基于激光实时跟踪测量的航天器编队相对位置测量方法

为了解决编队航天器间相对位置的高精度测量，实现航天器编队自主飞行，提出基于激光实时跟踪测量航天器间相对位置的测量定位方法，建立了航天器间相对位置测量的数学模型。该测量方法在直角坐标系下用Hill方程建立编队航天器相对运动模型，得出航天器相对运动轨迹的解析解，在极坐标系下建立航天器间相对位置的激光跟踪测量模型，将激光跟踪测量系统的测量值转换到直角坐标系，对转换误差进行去偏差补偿，利用卡尔曼滤波方法进行数据处理，以提高航天器间的相对位置测量精度。仿真结果表明，若对于测距精度为5厘米，测角精度为0．1度的激光跟踪测量系统，采用去偏差转换测量卡尔曼滤波方法，航天器空间相对位置精度可达到厘米量级。     

基于速度追踪法的旋转导弹空中截获制导方法研究

为保证旋转导弹导引头尽早截获目标并能适应导引头截获距离的变化,对一种基于速度追踪法的空中截获制导方法进行了研究。将速度追踪导引律引入中制导,给出了制导律。对速度追踪法的前置角收敛特性和弹道收敛性进行分析,证明了速度追踪法用于空中截获制导时的有效性。讨论了速度追踪系数的取值方法,以及其与前置角稳态误差的关系,给出了制导参数的优化方法,解决了初制导段前置角振荡及导引头截获距离附近前置角稳定性协调问题。仿真结果表明:将速度追踪法引入空中截获制导,既保证了弹目距离收敛,又能尽早满足导引头角度截获条件,适应不同拦截方向导引头截获距离变化造成的截获困难,利于导弹快速进入末制导。提出的制导算法适于大离轴角发射和目标机动情况,简单易行,性能良好。     

横滚-俯仰式红外成像导引头盲区跟踪控制方法研究

为解决空空导弹极坐标稳定平台在小离轴角附近的中心盲区,尤其是在小视场角时目标的可能丢失,对横滚-俯仰式红外成像导引头盲区跟踪控制方法进行了研究。建立了不同坐标系,用像平面几何方法给出了极坐标稳定平台盲区的数学描述。提出了盲区控制方法:用跟踪微分器实现不依赖于模型的预测滤波,形成含预测滤波的指令规划;用指令规划系统进行光点坐标解算、像点坐标合成、指令优化、预测滤波与规划,避免像点飞出瞬时视场。对目标始终在盲区内和跨越盲区两种运动方式进行了仿真,结果表明:前者的目标始终在导引头视场内,后者的失调角更小,可用适当的控制律保证导引头不丢失目标,方法合理有效。     

连续波半主动导引头外部杂音的研究

对连续波半主动导引头过量的外部杂音进行了分析和理论计算,并用实验数据加以对照.引起导引头过量外部杂音的原因有:发射机调频杂音;地物背景反射;导弹飞行时,导弹与地物及弹目之间的相对速度不同.对计算和靶试遥测数据的分析表明,在导弹发射后2s时,中低空连续波导引头的外部杂音的强度要比目标信号高出50—70dB.连续波导引头要获得良好的低空性能,必须在信号的识别、搜索和跟踪各环节中采取各项有效措施,与强杂波相抗衡.     

基于自适应IMM算法的蛇形机动目标加速度估计研究

针对防空导弹拦截高速蛇形机动反舰导弹的难题,基于导引头测量的视线角速度、弹目相对速度等信息,开展了蛇形机动目标加速度估计算法的研究,最终建立了基于交互多模型的扩展卡尔曼滤波算法,实现了对蛇形机动目标的加速度估计。考虑传统加速度方差计算方法受限于先验值的缺陷,根据残差对加速度方差的计算方法进行了改进。数字仿真证明:提出的自适应交互多模型算法能有效提高蛇形机动目标加速度的估计精度。     

GPS定位原理及其在导弹引信中的应用

简述了全球定位系统(GPS)的工作原理,并导出了伪距离方程和速度测量方程。在此基础上对于GPS技术在地地导弹上作为定高引信应用的可能性以及在防空导弹靶试中用于脱靶量测量和在引信绕飞试验中的应用作了较为详细的分析和探讨。分析指出,在解决地球半径R(曲,g)数据库装订后,利用GPS技术可实现地地导弹最佳炸高实时装订和精确引爆控制;在防空导弹脱靶量测量中,利用GPS技术,不仅可以获得对目标、导弹及其相对速度的实时测量,还可完成脱靶矢量的实时测量;在引信绕飞试验中,用GPS技术可实时获得目标相对引信的飞行轨迹及交会参数、引信启动点的坐标位置等。