空管雷达组网的分布式数据融合技术研究

现代空中管制多采用多雷达组网技术对飞机进行监视，以扩大监视空域的覆盖面积并提高对飞机的监视精度。本文就空管雷达网分布式数据融合系统的体系结构进行研究，给出四种分布式体系结构的模型，总结了能够用于分布式组网雷达体系结构的数据融合的基本方法。并展望这一技术的发展趋势和应用前景。     

无人机对雷达组网航迹欺骗综述

未来战争对体系作战的需求不仅仅是靠规模"以量取胜",更要有战术上的智谋"以活胜僵"。通过干扰敌方对我方的意图推断,甚至设计出让敌方相信的假意图,能够在双方的博弈中塑造态势,取得先手,从顶层设计和战术策略上掌握主动权。运用无人机对敌方组网雷达进行航迹欺骗就是一种有效的对抗手段,能够在实现对敌探测的同时,消耗敌方雷达组网的计算资源,干扰敌方雷达及幕后指挥员对我方作战意图的推断,同时提高己方态势感知能力和生存力。本文首先介绍了航迹欺骗干扰的概念,并以时间为序,分类梳理了国内外各研究团队在航迹欺骗领域取得的技术成果;然后针对航迹欺骗干扰的特点,详细分析了虚假航迹设计和生成、由不确定性误差导致的估计问题、延时转发策略和同源检验准则、以及动力学约束问题等4个方面的关键问题和技术难点;最后展望了航迹欺骗的应用前景和下一步研究方向。     

基于改进的UPF雷达组网数据融合方法

传统粒子滤波方法(PF)中,粒子权值仅参考当前观测值,由于观测随机误差的影响,降低了粒子权值的准确性。本文提出一种新的粒子权值确定方法,利用目标运动方程向后外推目标状态,综合利用外推的目标状态以及历史观测数据,降低了观测随机误差的影响,改进了粒子权值的准确性,从而提高了粒子滤波性能。采用改进的粒子滤波方法处理多雷达测量数据,仿真结果表明,改进的粒子滤波方法可以很好地实现多雷达测量数据的融合处理,提高了目标外弹道定位精度,可以应用在飞行器跟踪测量的数据融合处理中。     

区域防空组网雷达对跟踪目标交接班模型研究

组网雷达对跟踪目标进行交接班是对目标进行稳定跟踪的基础.在综合考虑组网雷达的作战背景的基础上,分析了接班雷达选择模型和交班时机选择模型.在接班雷达选择模型中,将定位精度和目标在接班雷达探测区域的飞行时间作为接班雷达选择的两个指标,并利用基于理想点的多属性决策方法进行决策,可保证对目标跟踪的连续性并防止频繁交接班情况的发生.最后对提出的交接班模型进行了仿真验证.     

基于改进A-Star算法的隐身无人机快速突防航路规划

针对现代战争中隐身无人机（UAV）在高严密的组网雷达防御体系下的生存及突防问题,提出了基于改进A-Star算法的隐身无人机战区突防航路规划技术。首先对隐身无人机突防过程进行了分析建模,分别建立了隐身无人机的运动学模型、动态雷达散射截面特性和组网雷达探测概率的计算模型。然后针对传统算法在解决隐身突防问题时的不足,充分考虑所规划航路时的快速性和安全性要求,设计了改进A-Star算法。在算法中引入了多层变步长搜索策略和无人机的姿态角信息,结合秩K融合准则,通过每段航迹上隐身无人机被组网雷达系统的发现概率来判断新航迹点的可行性。仿真结果表明,改进A-Star算法能够在复杂的组网雷达系统下快速生成更优的战区突防航路,具有一定的应用价值。     

机场探鸟雷达技术发展与应用综述

探鸟雷达已成为机场鸟击防范中重要的鸟情观测工具。首先,在介绍探鸟雷达技术起源的基础上,分析了目标回波幅度、飞行速度、飞行高度、轨迹特征、微动特征等飞鸟目标特性。然后,介绍了Merlin雷达、Accipiter雷达、Robin雷达以及Aveillant雷达等四种典型的机场探鸟雷达系统及国内的探鸟雷达技术研究现状,并分析了天线、雷达波形、目标检测与跟踪、目标识别与分类等雷达关键技术,进而对典型探鸟雷达系统的性能指标做对比分析。最后,从雷达与光电技术融合、探鸟与驱鸟联动、鸟情信息分析等方面讨论了探鸟雷达的应用情况,并做出结论与展望。     

基于合作博弈的组网雷达分布式功率分配方法

对于去中心化的雷达网络,由于网络拓扑切换和信息传输延时的存在,各雷达节点给出的全局资源分配方案可能不一致。针对此问题,将合作博弈的思想应用于多目标跟踪场景下的组网雷达节点功率分配问题。首先,将信干噪比(SINR)刻画为目标空间位置和雷达发射功率等参量的函数。然后,将去中心化的组网雷达节点功率分配问题建立为以SINR为特征函数的合作博弈模型。采用加权图的思想改进合作博弈Shapley值的计算方法,以降低其计算复杂度,并基于此提出合作博弈模型的快速求解算法。所提方法无需使用复杂的优化算法,实时性较好。仿真实验分析了不同雷达布阵方式对功率分配结果的影响,通过将不同的功率分配方法与所提方法进行对比,表明所提方法可以明显提升组网雷达的目标跟踪性能。     

干扰条件下防空情报雷达组网管控模型研究

针对压制式噪声干扰条件下防空情报雷达组网目标搜索的应用背景,研究了综合考虑探测系统性能和工作风险代价的雷达组网管控问题。通过分析干扰条件下情报雷达组网系统的管控决策变量、探测性能和工作代价,建立了基于规划论的管控模型。仿真结果表明,与未实施管控的情形相比,该模型在满足情报雷达组网工作性能要求的前提下节约了资源。     

临近空间飞行器地面雷达组网优化仿真分析

简要介绍了临近空间飞行器的组成、作用及飞行特点。分析了临近空间飞行器测控面临的技术问题以及对地面雷达的需求。在未来地面雷达布站的基础上,着重对地面航区测控资源的优化利用进行仿真设计,目的是利用有限的资源获得满足临近空间目标飞行所需的测控精度信息。对多种布站方式进行优化仿真的结果表明,在以往测控方案的基础上通过合理优化布站,能够使雷达组网效率、资源开销等性能得到改善。     

基于航迹质量评估的雷达和ADS-B数据融合方法

雷达和广播式自动相关监视系统（ADS-B）的数据融合是监视“黑飞”无人机和飞鸟等目标的有效手段,然而两种传感器跟踪性能差异较大且易波动,会带来融合精度下降问题。提出一种基于航迹质量评估的雷达和ADS-B 数据融合方法,首先量化评估局部航迹精度、数据更新次数和传感器测量误差对局部航迹质量的影响,其次综合计算局部航迹的质量加权因子,最后基于分布式融合结构完成异步航迹融合处理。结果表明：本文提出的融合处理方法能有效提高融合跟踪精度,在传感器跟踪性能出现波动的情况下,跟踪误差均优于传统航迹融合方法。实际工程应用中的融合效果也验证了本文方法有助于实现对低空合作和非合作式目标的综合监视。     

基于飞行数据的无人机平飞质量分析方法

利用无人机飞行数据管理记录系统记录的飞行实验数据,对无人机的平飞状态进行了分析。介绍了试验用无人机的结构及性能,概述了无人机飞行数据管理记录系统的功能、构成及记录的主要数据,对无人机平飞质量分析的主要内容及计算分析方法做了详细阐述,并对无人机平飞的高度、速度状态及横侧向误差进行计算分析,分析方法及结果可为无人机的训练、使用提供参考。     

基于信息融合技术的无人机风速测量方法

随着无人机技术的发展,无人机风速测量技术成为了无人机的一个重要应用领域。为了提高无人机风速测量的精度,文中将信息融合技术应用于无人机风速测量中,数据层分别通过平均法和改进的 Kaiman 滤波对空速和航向角进行信息融合,以提高参数测量的精度,决策层通过加权平均法对速度矢量三角形法,空速归零法,以及航位推算法计算得到的结果进行融合,并通过实际飞行测量对文中方法进行验证。结果表明,基于信息融合技术的风速测量方法,可以与探测精度高的气球法相当,且探测区域广、探测成本低。     

基于因子图的无人机全源导航关键技术研究

针对DARPA提出的全源导航需要快速集成并重新配置任意导航传感器的要求,结合民用无人机的任务需求,通过概率图模型相关原理,对基于因子图的无人机全源导航关键技术开展研究工作.采用因子图对系统状态更新过程进行表示,实现系统状态的递推与更新,完成传感器信息的数据综合.仿真结果表明,该方法能在传感器可用性时变的情况下,将不同传感器的数据进行有效融合,确保系统导航定位精度,使载体满足不断变化的任务需求与环境变化的要求.     

软件雷达技术研究综述

从较为成熟的软件无线电技术出发,介绍了软件雷达的基本概念、通用结构、通用信号处理平台和适用于软件雷达的数据结构,总结了软件雷达的优越性能和发展趋势。     

无人机推进系统技术研究

不同用途的无人机由于其任务使命不同,对推进系统的要求也有较大差异.本文介绍了短寿命无人侦察飞机(URAV)、隐身无人作战飞机(UCAV)和高空长航时无人机(HALE UAV)推进系统的特点,分析了各种无人机对推进系统的要求以及推进系统技术对无人机性能的影响等.     

基于A~*算法的无人机爬升轨迹设计

针对无人机爬升性能,运用A*算法设计了无人机爬升优化轨迹.改进了传统搜索算法,根据控制方式设计了节点生成法则;在生成节点时考虑了发动机性能以及飞行约束,减少了搜索范围,提高了搜索效率;并且分别介绍了时间最优以及燃耗最优两种方式的代价函数计算方法.仿真结果表明,运用该方法设计出最快爬升轨迹和燃耗最优爬升轨迹,其生成的飞行轨迹符合飞行约束条件,能够较全面地满足爬升性能,设计结果比较合理.     

无人机自主空中加油技术探究

作为提高无人机作战效能的有效手段,无人机自主空中加油技术近年来已成为了无人机研究领域的重要发展方向.本文在总结国外无人机自主空中加油技术发展的基础上,指出了基于"插头-锥管"的无人机自主空中加油的关键技术和发展方向,对于研究无人机空中加油技术具有一定的借鉴意义.     

无人机自动控制仿真系统研究与实现

航迹控制回路是无人机自动控制飞行中的重要环节,它涉及无人机的姿态、航向和飞行状态等重要参数的变化。根据飞行控制的基本控制律实现了无人机在复杂航迹条件下的安全飞行控制,模拟出无人机在自动控制下的航迹、盘旋和着陆等的飞行任务。采用面向对象方法设计了基于堆栈的通用化的航线管理类。并分析了无人机在手动操作切换到自动控制方式时寻找航迹点飞行中可能出现的问题,提出了相应的解决方案。     

基于激光雷达的数字化装配检测技术研究

为提高新型飞机装配检测需求,提出了基于激光雷达的装配检测方法,使用激光雷达对装配零部件定位基准进行测量,并对测量数据进行分析,提取出关键尺寸信息,从根本上解决装配问题。结合飞机某部件装配检测实例,对其装配问题进行检测及分析,解决了飞机装配过程中配合尺寸超差问题。结果证明基于激光雷达的装配检测技术可高效准确地检测出飞机装配问题,对实现飞机数字化自动装配具有重要意义。