寻的制导系统起伏误差解析模型

目前,对寻的制导系统制导精度的有效计算仅限于数值计算。本文通过对运动学环节的近似处理,得到导弹飞行末端的近似传递函数,该传递函数中不含变化剧烈的导弹、目标相对距离,不仅使系统的阶次降低,而且制导回路开环放大系数变为缓变量Na(导弹有效导航比),可采用系数固化法。据此建立的目标角噪声引起的起伏误差解析模型,具有简单、实用的特点,为寻的制导系统制导精度的计算提供了一种新途径。     

天基空间目标监视中转台伺服控制系统的设计

为了实现高精度目标跟踪，研制了一套以数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为双核心处理器的二维跟踪转台伺服控制系统。控制算法采用位置环和速度环的双闭环比例积分（Proportional-Integral,PI）控制，通过串联校正改善了开环系统的相角裕度和幅值裕度，提高了闭环系统的带宽，最终实现了二维转台高精度、低速平稳的控制。机构和控制器联合调试结果表明：对方位轴和俯仰轴分别做最大速度和最大加速度的正弦引导时，方位轴最大跟踪误差为0.006°，误差均方根值为3.25″；俯仰轴最大跟踪误差为0.005°，误差均方根值为3.24″。测试结果证明该控制系统能够实现二维转台的低速平稳运行，满足大型转台伺服控制系统的性能要求。     

基于卡尔曼滤波的时分星间信号跟踪技术研究

在星间链路领域的测量过程中，时分双工体制星间测量逐渐成为新兴技术，而时分信号的跟踪精度决定了接收机测量误差。传统的接收机载波跟踪环路可以保证对连续信号的稳定跟踪，但受相位抖动的影响较大，且对于时分双工体制间断信号，会出现开环阶段跟踪结果发散的问题。针对以上问题，提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的时分信号跟踪技术，采用卡尔曼滤波器对鉴相结果进行处理，在开环阶段根据前一时刻的最终状态对频率进行稳定外推。相比于传统跟踪环路，该技术的载波相位跟踪误差绝对值均值降低了92.9%，标准差降低了93.5%。实验结果表明，该技术不仅实现了开环阶段载波相位的稳定跟踪，且有效抑制了闭环阶段相位抖动的影响，对实现时分双工体制星间精密测量具有重要应用意义。     

二阶组合测高环节的分析与设计

导弹在高海情条件下掠海飞行,要求高度回路既要有较大的开环传递比,又要有滤除海浪和降低测量误差的能力。采用组合测高方案,导弹平飞高度的变化同时从加速度表和无线电高度表两条支路进入高度控制回路。测高回路带宽一般接近于高度表环节的带宽,其动态响应略优于无线电高度表环节,因此允许高度控制回路刚度略大一些。从单支路进入测高回路的误差或干扰则会被抑制或滤除。导弹平飞高度的稳态精度由无线电高度表保证。经计算、分析,统计出的经验公式方便有效,精度满足工程要求,按此公式选取参数G_2和G_1,其滤海浪环节的动态品质较好,对回路设计无不利影响。仿真试验证实了此设计合理准确,比采用计算机优化设计还要优越。     

基于空间光反馈的复合轴跟踪稳定特性研究

复合轴系统通过粗瞄结构和精瞄机构配合，解决了空间光通信大角度和高精度跟踪之间的矛盾，是实现高速率空间光通信的重要手段。但是粗瞄和精瞄配合工作也给复合轴系统带来了复杂的解耦问题，使整个系统的鲁棒性降低，在跟踪速率变化较快的目标时，容易出现振荡，甚至使系统处于不稳定状态。以复合轴系统为研究基础，通过伯德图对系统的跟踪带宽、精度和稳定性进行分析，得到解耦过程是影响复合轴系统稳定性的主要原因。提出了基于跟踪微分器的线性自抗扰复合轴控制解耦方案，在保证系统精度的情况下，抑制系统在解耦过程中可能出现的振荡发散现象。在卫星轨道模拟平台上进行复合轴跟踪实验，实验结果证明，在最大角加速度0.32°/s2的轨道运动和最大角加速度2.26°/s2的微振动情况下，改进复合轴控制有效地提高了系统跟踪的稳定性，最终跟踪精度优于1 μrad(3σ)。     

和差信号校相残差对星载自跟踪系统的影响

星载自跟踪系统由于其特殊的工作环境，易产生和差信号的校相残差，从而影响系统跟踪性能，严重时甚至会导致跟踪无法收敛，因此，研究其对自跟踪系统的影响规律，具有实际工程指导意义。由于实际系统具有惯性延时、非线性等特点，无法使用纯数学方法分析和差信号校相残差对自跟踪的影响。本文采用了数学分析结合仿真分析的方法，首先使用数学方法分析了校相残差对无惯性延时理想系统的影响，得到了校相残差对跟踪轨迹、收敛速度的影响规律。然后，结合星载自跟踪系统负载跟踪速度较低的特点，建立并简化了自跟踪系统仿真模型。仿真结果显示，实际系统相对于无惯性延时的理想系统，校相残差的影响更显著，但跟踪轨迹、变化规律相同；同时也验证了理论分析的正确性。结论表明，随着校相残差从零逐渐变大，跟踪轨迹由直线收敛、螺旋收敛、圆形环绕变为螺旋发散直至直线发散；校相残差对自跟踪系统的影响大小主要由控制系统惯性延时和开环增益决定，惯性延时、开环增益越大收敛速度越慢直至发散。     

检前数据事后处理软件算法的研究与设计

针对多目标测控系统中检前记录数据事后处理的实际 ,提出的多点检测法 ,有效地提高了目标信号捕获的可靠性 ;采用变带宽技术解决伪码动态跟踪问题。在载波跟踪中 ,采用 Costas- AFC复合环作为载波信号的跟踪环 ,既可解决高动态跟踪问题 ,又可很好地满足跟踪精度的要求 ;采用数据反演技术有效地提高了数据利用率 ,保持了数据的完整性。最后总结了利用软件优势提高测量精度的几种方法。实际工作证明 ,所述方法的确是可行的、有效的     

GPS/速率陀螺组合Kalman滤波姿态确定算法研究

建立了GPS／速率陀螺组合姿态估计系统的模型，研究比较了三种典型的Kalman滤波姿态确定算法：状态扩充法、量测量求差法和时变噪声估计跟踪自适应滤波算法。给出了某航天器采用GPS／速率陀螺组合姿态确定的仿真计算结果，并对结果进行了分析。结果表明，与传统Kalman滤波算法比较，时变噪声跟踪自适应滤波算法和量测量求差滤波算法能较好地消除GPS测量中相关时变噪声的影响，提高姿态确定的精度；而且时变噪声跟踪自适应滤波算法能很好地消除由于噪声统计性能的不确定性对Kalman滤波的影响，提高姿态确定系统的性能。     

一种星敏感器中快速星跟踪方法

提出了一种快速星跟踪算法。在跟踪算法的三个耗时环节，分别采用，分区星表，阈值映射，先排序后匹配识别这三种方法，以提高跟踪过程的快速性。其中分区星表法将整个天区分成了若干个子天区；阈值映射法，设置被跟踪星体的数量阈值，减少映射次数；先排序后匹配识别法，减少了那些距离较大的无谓的星体间的匹配识别。对星跟踪算法进行软硬件仿真测试，在软件仿真测试中，测试了跟踪算法的正确性和成功率。在硬件仿真测试中，测试了跟踪算法在一个跟踪过程中每步的跟踪速度及影响跟踪速度的主要因素。     

GEO混合推力机动目标跟踪IMM算法

针对交互多模型(IMM)算法求解地球静止轨道(GEO)卫星混合推力机动目标跟踪问题时模型匹配难、模型转移概率近似平均和响应速度慢的问题，从交互模型集构建和模型转移概率自适应设计两个方面出发提出一种改进IMM算法。该方法通过考虑无机动、脉冲机动和有限推力机动三种模式，构建了覆盖目标机动状态的交互模型集，提高了模型与机动目标实际运行状态的匹配度；采用一种基于加速度估计自适应修正的模型交互概率修正方法，提升了算法对目标机动状态的响应速度和跟踪精度。仿真结果表明，所提算法是解决混合推力模式下的GEO机动目标跟踪问题的有效手段，在收敛速度和收敛精度等方面与传统方法相比有较大提高。     

多目标扩频角度跟踪系统及精度分析

扩频角度跟踪系统是实现扩频测控的前提,研究无数据包络情况下的直接扩频角度跟踪系统,在系统建模的基础上进行了数学建模、精度分析和数学仿真。结果表明:扩频角跟踪精度可达到单脉冲信标跟踪的精度;精度不仅受接收机输入端噪声的影响,还受数据自噪声的影响;高信噪比情况下,角误差通道的相移限制跟踪精度,但合理设置参数仍可实现多目标、高精度的扩频角度跟踪。     

数字电路在电视跟踪系统中的应用

随着电子对抗的发展,对雷达的干扰方式越来越多,无论是有源干扰还是无源干扰,对雷达站都是一个严重的威胁.为了保持雷达的作战能力,除了依靠雷达技术本身采取各种抗干扰措施以外,光学系统和光电技术也被作为抗干扰的一种手段,电视跟踪是其中的一种形式.在国外荷兰的9LV200MK2武器控制系统、瑞士“空中卫士”防空系统、英国的ST850火控雷达、法国的“响尾蛇”低空导弹系统等的制导雷达上,都配备有电视跟踪系统.电视跟踪系统具有抗干扰能力强、低空性能好、隐蔽性好、跟踪精度高等优点,它还具有直观性能.本文仅介绍在电视跟踪系统的误差信号处理电路中应用数字电路的情况,经实际跟踪试验证实,应用数字技术后,不仅简化了线路,而且提高了系统的可靠性.     

雷达测距和测速的互耦卡尔曼滤波器的性能分析

在同时要求测距和测速的雷达跟踪系统中,应用互耦卡尔曼滤波进行数据处理,与单测距和单测速的卡尔曼滤波性能相比,距离跟踪精度能有显著的改善和提高。本文重点剖析测距和测速两个通道之间的互耦信息,证明了互耦卡尔曼滤波中距离和速度估值精度的改善程度,取决于测量信患的信噪比,尤其是测速通道的信噪比更为重要,并由计算机模拟试验得到了证实。     

一种新传感器组网策略在纯方位目标跟踪中的应用

纯方位目标定位精度不仅与所选择的节点数目有关，而且还与目标和节点间的相对位置有关，为了同时满足目标的定位精度尽量高和节点能量消耗尽量少这一要求，提出了一种改进的基于多目标蚁群优化算法的传感器节点组网策略。在此基础上，推导了基于当前统计模型的分散式纯方位跟踪算法并对纯方位机动目标实施跟踪。仿真结果表明：在选择相同数目节点的前提下，本文所提出的节点选择方法与传统的最近邻方法相比，跟踪精度不仅得到了提高，而且还节约了节点的能量消耗。     

星间光通信中压电偏转系统控制算法研究

针对星间光通信中压电偏转系统通道间强耦合和系统状态量无法得到的问题，提出了分散式李亚普诺夫自适应控制系统。该系统采用分散式控制技术，引入非线性和参数漂移误差项，使通道间耦合作用动力学模型更加精确，增加自适应反馈和自适应前馈控制项，以提高控制自适应性和跟踪精度，并结合李亚普诺夫稳定性理论确定各自适应参数以保证系统的稳定性。仿真结果表明了该控制器可有效提高跟踪精度，抑制通道间耦合和卫星平台振动，从而证明了本文所提出控制方案的有效性和可靠性。     

“短休止期”频率捷变雷达的一种冷跟踪系统

频率捷变雷达的自频调系统是关键技术之一。目前,多数频率捷变雷达都利用雷达的“休止期”(雷达接收期结束至下一发射脉冲到来前的一段时间)进行粗调整(冷跟踪),发射脉冲到来后进行精细调整(热跟踪)。本文介绍了具有短休止期特点的频率捷变雷达的一种冷跟踪系统。理论和实验都说明该系统稳定可靠,且具有很小的调整误差。还介绍了冷跟踪误差的一种方便的测量方法。     

惯性系统速度辅助的GPS接收机性能分析

有关惯性速度辅助下的ＧＰＳ接收机的带宽、跟踪和捕获性能在本文中作了分析。研究结果表明，惯性速度辅助ＧＰＳ接收机可以有效地提高接收机的性能。     

自抗扰技术在船载天线伺服系统中的应用研究

为减小船摇扰动对船载天线伺服系统指向及跟踪精度的影响，引入线性自抗扰控制器（LADRC）对伺服系统位置环进行改进。首先对天线伺服系统模型进行简要分析，建立系统状态空间方程；然后利用LADRC对系统进行改进，并对其参数设计进行了详细介绍，同时为提高系统动态跟踪性能，利用TD微分器提取目标速度信息进行前馈补偿；最后经实验测试验证，LADRC相对于传统PID控制器能够保持天线伺服系统动态性能不下降，同时有效提高系统的抗船摇性能。     

双超敏捷卫星载荷舱扰动补偿研究

文章针对动静隔离式双超敏捷卫星载荷舱存在活动部件时，载荷舱指向精度下降的问题，依据双超敏捷卫星的特点，对双超敏捷卫星载荷舱进行了扰动补偿研究。首先，建立了载荷舱活动部件扰动模型以及双超敏捷卫星模型，扰动包括反作用飞轮小幅值高频随机扰动和摆镜扫描大幅值规律性扰动；然后，在采用飞轮扰动被动隔振和摆镜扫描主动补偿的基础上，利用双超敏捷卫星磁浮机构带宽高的特点进行二次主动隔振。仿真结果表明：在进行飞轮扰动被动隔振以及摆镜扫描扰动主动补偿后，载荷舱的指向精度提高到6×10-3（deg）；磁浮机构进行二次主动隔振后，载荷舱的指向精度提高到2×10-4（deg）。该方法为双超敏捷卫星载荷舱受扰时指向精度下降问题提供解决思路。利用磁浮机构不仅可以隔离平台舱的扰动，而且可以提供高带宽主动控制力来抑制载荷舱的扰动。但在具体实施过程中还需考虑载荷舱与平台舱之间的碰撞问题。     

距离变化率测量慢漂误差的估计

ＭＩＳＴＲＡＭ系统是一种常用的航天飞行器轨道跟踪测量设备，但在距离变化率跟踪测量中存在慢漂误差，该误差严重影响测量数据精度。本文利用样条函数，建立了估计慢漂误差和轨道参数的非线性模型；通过建模，选模准则的深入研究，给出了表示轨道参数和表示慢漂误差的样条函数的节点选取原则；最后，利用所得的最优模型，给出了慢漂误差的估计及估计精度，本文方法应用于运载火箭的跟踪数据处理，得到了工程分析非常吻合的结果。