态势推演系统中飞机过渡段航迹规划算法研究

态势推演系统需在推演前根据想定对飞机进行航迹规划,其中对沿航路点飞行阶段与巡逻飞行阶段间的过渡段的航迹规划是否合理直接关系到推演航迹的真实性和有效性.分析飞机目标运动航迹及其特征,然后针对飞机过渡段航迹规划问题提出三种几何方法并进行详细分析,最后建立过渡段航迹规划算法并进行仿真验证,结果表明该算法可自动生成最佳的过渡段航迹.     

目标跟踪系统性能评估研究

与算法仿真评估不同的是,对实际目标跟踪系统评估需要解决航迹的目标源归属判断问题。提出一种适用于实际系统的性能评估方法。首先构造航迹与量测之间的统计距离,判断每一拍航迹的目标源归属,然后根据最大似然估计原则确定整条航迹的目标源归属。给出了航迹自动起始成功率、虚假航迹自动起始概率和目标失跟率等性能指标,并针对超视距雷达的＂三低＂特性,用IMMPDA算法进行验证。方法在低检测率和高杂波密度环境下评估的结果非常逼近真实结果,为系统设计和测试提供了一个有效的依据。     

一种新的红外系统距离估计算法研究

针对机动飞行的空中点目标,利用测量目标红外辐照度变化的测距原理,建立了具有Markov跳变参数的红外系统距离估计模型,基于结构随机跳变系统最优滤波理论,提出了一种新的红外系统距离估计算法.考虑算法的实时性,推导了两种简化算法.该方法的优点在于不需要限制目标的运动方式.仿真结果表明三种算法都能准确的估计红外系统距离,简化算法具有很高的实时性,易于工程实现.     

空中运动目标时延变化的仿真

建立了声测被动定位的数学模型,并对空中运动目标的时延变化,以恒高等速飞行为例,进行了仿真计算。该研究为空中运动目标声测被动定位算法的研究,提供了重要依据。     

无人机着陆数学模型研究--三轮着地滑行

作为着陆过程的一个阶段,无人机在三轮着地滑行时的运动特性与空中飞行时的特性,以及仅主轮着地滑行时的运动特性有所不同。以国产某型号无人机为背景,根据牛顿第二定律对这一阶段建立了全量非线性模型,由于没有对刚体运动模型和气动数据做线性化处理,因此该模型比较准确反映该无人机的实际运行特性。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下设计了该模型的仿真系统,仿真结果表明模型可用。     

空中雷达目标的灰色预测

对空中飞机、导弹目标的航迹点的预测在作战中非常重要 ,但在数据非常有限的情况下 ,准确地预测又很困难。提出了用灰色系统理论进行飞机、导弹目标的航迹点预测的方法 ,并利用实际测得的飞机航迹点数据进行了验证 ,具有很高的精度。这种灰色预测模型对飞机、导弹目标的航迹点的预测具有重要意义。详细介绍了灰色预测方法并分析了预测误差及其实用价值。     

有连续推力控制的卫星轨道确定算法

连续推力轨道控制跟踪过程,观测量中包含推力加速度信息,反映轨道机动过程中卫星动力学的模型误差。以跟踪和精确定位空间机动目标为目的,给出基于地面雷达观测,实时估计推力加速度,修正卫星动力学模型的轨道确定算法。建立连续推力控制过程变质量动力学模型,给出常推力变加速度满足的运动学微分方程;建立变加速度估计系统状态方程和扩展卡尔曼滤波轨道确定算法;并给出连续推力控制过程中卫星运动状态关于变加速度的变分运动方程。实际飞行控制中应用表明,通过离散观测数据,实时估计连续推力变加速度,解决连续推力过程轨道精确确定问题是可行的。     

基于序列复杂度的空中红外目标跟踪算法评估

近年来,基于深度学习的红外空中目标跟踪算法不断涌现,如何对其性能进行评估已经成为一个亟待解决的问题。利用单帧图像混淆度和遮隐度对图像复杂度进行计算,并结合目标运动复杂度,建立了融合图像复杂度和运动复杂度的序列复杂度计算模型。构建了包含420个序列的红外序列样本库,利用序列复杂度对样本库测试结果进行加权评分,提出了一种新的红外空中目标跟踪算法性能评估方法。实验结果表明,所提出的评估方法能全面评估算法在不同态势下的性能。     

基于VRML和目标航迹的视景仿真方法

基于VRML技术建立了虚拟目标和场景的可视化模型;采用三次样条插值方法对输入航迹进行了平滑和可飞性检验,并计算出了相应的姿态数据;利用虚拟现实工具箱提供的Matlab接口驱动虚拟目标进行六自由度运动,同时控制模拟CCD进行实时跟踪,完成了对飞行过程的视景仿真。实验表明,该方法不仅得到了实用的航迹和姿态数据,而且直观生动的描述了飞行过程,为相关理论研究奠定了良好的基础。     

UAV集群自组织飞行建模与控制策略研究

针对多无人航空器协同控制难题,聚焦无人航空器集群(unmanned aircraft vehicles swarm,UAVS)自组织飞行建模与控制展开研究。基于集群智能理论建立了UAVS系统概念模型,在考虑个体排斥作用、一致作用、吸引作用和个体行动意愿作用4种因素的情况下建立了集群运动的变系数(repulsion matching attracting desire, RMAD)控制器模型,以此为基础,研究了所有个体掌握航迹信息和部分个体掌握航迹信息两种情况下UAVS自组织飞行控制问题,提出UAVS自组织飞行控制策略,实现了UAVS可控性自组织飞行。仿真实验结果表明构造的UAVS运动的RMAD模型及控制方法是可行的,为UAVS的工程应用奠定理论和实验基础。     

基于协同战术识别的双机编队威胁评估方法

双机组成编队采用协同战术攻击目标是多机协同空战的一种主要形式。针对蓝方为双机编队的超视距空战威胁评估问题,提出了一种基于协同战术识别的威胁评估方法。首先,根据双机编队协同战术的分析、双机的空间占位与机动特性信息,采用动态贝叶斯网络建立目标双机编队协同战术识别模型。然后,根据目标飞行状态信息和目标机动动作识别结果,进行目标轨迹预测。最后,综合空间占位、探测、攻击、协同战术等威胁因子,考虑目标轨迹变化对战场态势演变的影响,建立威胁评估模型。仿真结果表明,所提方法能够准确识别双机编队的协同战术,实现合理化威胁评估。     

要地防空中目标未确知威胁的测度变权评价

对空袭目标威胁程度的判断是要地防空作战指挥决策中的核心问题之一 ,它涉及许多不确定的因素和难以量化的定性因素 ,并综合表现为决策者主观认识上的不确定性 ,即未确知性 .因为空袭目标本身对自己的任务是明确的 ,但我方获得的情报不足以确定目标的真实意图和它对保卫目标的威胁程度 .应用未确知数学理论 ,提出满足非负性、归一性和可加性的未确知测度函数 ,建立了评价排序模型 ,更准确地反映了判断目标威胁程度的实质 .模型具有合理、精细、分辨率高、计算简单、高效等特点 .最后针对一个想定空情获得了较为成功的应用 .     

前向拦截的三维制导模型及制导律设计

为了解决拦截器导引头的气动加热问题,提出了前向追踪(Head Pursuit)制导方法。该方法是将拦截器导引到目标轨道的前方并沿着和目标相同方向飞行,而在目标轨道的前方拦截目标,要求拦截器的速度低于目标的速度。在建立了目标和拦截器的三维制导模型基础上,采用全局二阶滑模控制理论设计了二阶滑模HP非线性制导律。并在考虑目标机动加速度未知的情况下,设计了观测器对目标机动加速度进行估计。通过拦截器拦截目标的弹道的数字仿真验证了制导模型和制导律的正确性。     

基于模型转换频率估计的低空目标分类

为解决传统机械扫描预警雷达的低空目标分类问题, 提出一种利用模型转换频率估计的飞鸟与无人机目标分类方法。首先, 建立可能的无人机和飞鸟目标运动模型, 进而对目标轨迹进行多模型滤波和平滑处理。然后, 通过估计目标的模型转换频率实现目标分类。仿真结果验证了所提方法的鲁棒性和有效性, 证明经过平滑处理的目标分类结果优于仅经过滤波处理。针对低空预警雷达在机场和海岸环境中采集的真实数据, 在无人机频繁改变飞行方向模拟飞鸟机动性特征的情况下, 所提方法仍然可以较好地跟踪和区分无人机与飞鸟目标, 大幅降低了雷达系统的虚警率。     

基于离散模糊动态贝叶斯网络的空战态势评估及仿真

自动准确地进行空战态势评估是无人作战飞行器（UCAV）自主作战，或有人作战飞行器（MCAV）的辅助作战决策系统必须解决的技术，也是进行威胁评估和战斗决策的基础。为了解决空战态势评估的建模和实现问题，提出了用模糊动态贝叶斯网络实现空战自动态势评估的方法，推导了离散模糊动态贝叶斯网络的推理算法，建立了空战白动态势评估的离散模糊动态贝叶斯网络模型，并进行了仿真验证。仿真结果表明，依据离散模糊动态贝叶斯网络所建立的空战态势评估模型，能够准确地跟踪战场态势的变化，及时发现态势的转换边界，而且在观测值出现偶然误差或者错误时，仍然可以给出正确的评估结果。     

雷达目标动态RCS仿真研究

根据中段弹道目标的运动学特性，结合室内缩比模型RCS静态测量数据，提出了一种雷达目标动态RCS仿真的方法。该方法首先仿真空间目标飞行弹道，然后计算目标在飞行过程中的方位角，由此获得目标在设定场景下的RCS动态特性。仿真结果与理论分析相比较，证明了所提出方法的可行性。     

基于区间数雷达图的可视化空战威胁评估

针对传统空战威胁评估方法难以直观地给出目标威胁状况及发展趋势的缺陷与不足,提出基于区间数雷达图的可视化空战威胁评估方法。该方法首先通过区间数与反三角函数确定并归一化目标属性决策矩阵;然后运用区间交叉熵法和群组层次分析法确定目标属性权重,并对威胁进行分级;最后在改进雷达图方法基础上,建立可视化空战威胁评估数学模型。仿真分析表明,该方法能够使决策者在正确的评估结果前提下直观地分析出各目标威胁状况与趋势。     

基于"当前"统计模型的交互式多模型算法

提出了一种基于"当前"统计模型的交互式多模型算法。在交互式多模型算法框架内,计算"当前"统计模型的概率,自适应地调整"当前"统计模型中目标加速度,使其能够反映目标的机动特性,充分发挥了"当前"统计模型和交互式多模型算法的优点,扩大了"当前"统计模型的应用范围,提高了"当前"统计模型的自适应性。Monte Carlo仿真结果表明了该算法的有效性。     

一种新的飞机作战效能评估方法

提出了一种较系统的战斗机作战效能评估框架,重点研究了飞行技术特性效能,使用技术特性效能、武器、火控和航电系统效能的评估与综合模型。根据飞机的设计参数评估飞行技术特性效能,可以解释造成效能差异的设计因素。使用技术特性效能评估模型考虑了飞机的无故障性、耐久性、维护性、安全性和生存性等特性。武器、火控和航空电子系统的效能在现有研究的基础上,针对目前武器装备的发展作了修改。应用该模型,给出了典型飞机作战效能的评估结果。