Monte-Carlo法在武器系统射击参量设计中的应用

以ARENA 坦克主动防护系统为实例,研究武器系统设计参量的设计方法. 基于该类武器系统工作原理分析,建立防护弹药对来袭目标毁伤概率计算的Monte-Carlo仿真模型,开发相应的应用程序, 计算不同射击参量下武器系统的单发毁伤概率;通过综合分析, 获得合理匹配的射击参量.提出了一种利用计算机仿真来研究武器系统射击诸元的方法.     

考虑仿真可信度的舰炮射击精度贝叶斯估计

对舰船摇摆作用下弹丸炮口运动状态的变化进行分析,并选取合适的弹丸空中飞行模型和指标体系,建立舰炮武器射击精度分析模型;结合实际需求对仿真模型的可信度评判方法进行分析,综合考虑仿真样本相容性和试验样本的可信度;在利用试验数据对仿真模型进行可信度分析的基础上,建立考虑仿真可信度的舰炮武器射击精度贝叶斯估计模型,实现在有限样本的条件下利用仿真手段对舰炮武器射击精度进行合理估计的目的。设计对比试验对所建立的评估方法以及估计模型进行了验证,结果表明:(1)可信度评估模型能利用试验数据对仿真模型可信度进行有效评估;(2)设计的射击精度评估模型能综合利用仿真信息和样本数据的优势,实现有效估计。     

火箭武器对巡航导弹的毁伤效能研究

建立了某火箭武器拦截巡航导弹的毁伤概率模型，分别研究了在集火射击和多射击诸元的情况下对目标的毁伤概率，采用MATLAB语言编制了仿真软件，用蒙特卡洛法进行了仿真计算。仿真试验结果表明，当目标散布较小时，采用集火射击体制对目标的毁伤概率较高；当目标散布较大时，采用多射击诸元体制对目标的毁伤概率相对较高；若在航路上能对目标实施多次齐射，该火箭武器系统能够以较大概率毁伤巡航导弹。     

火箭弹在定向管内碰撞运动的仿真研究

建立了火箭弹在定向管内运动的碰撞模型,并分析了火箭弹在管内运动的受载情况,在此基础上,对火箭弹在管内的碰撞运动过程进行建模和仿真计算,得出其运动规律。质量偏心、推力偏心和弹管间隙是影响火箭弹在管内碰撞作用和初始扰动参数值的主要因素,在考虑上述因素存在情况下,对火箭弹的碰撞运动进行仿真计算,得出一些有益结论。仿真研究为某火箭炮发射动力学分析和射击精度提高打下基础,为火箭弹和定向管的结构优化设计与制作提供参考和借鉴。     

基于交互式多模型的VR系统头部运动预测算法与仿真

虚拟现实系统中的视觉延迟会严重破坏其沉浸感,是导致仿真病的重要原因之一.针对此问题,栽分析头部运动特点基础上,采用常速模型和"当前"统计模型构成的模型集合描述头部运动,建立了交互式多模型预测滤波器对头部位置进行预测,并对预测效果进行了仿真验证.仿真结果表明,相比以往采用单一、固定模型描述头部运动的预测器,该预测器提高了头部位置预测精度,从而更加有效地补偿了VR系统中的视觉延迟.     

目标翻滚对成像影响的分析

主要研究了目标翻滚运动对宽带成像的影响。首先建立了翻滚目标运动模型,在此模型的基础上分析了细长目标翻滚运动时频率步进信号及宽带线性调频的雷达回波特性,阐述了目标翻滚运动时,回波信号除了主分量外,还会产生边频分量的观点。解释了翻滚目标成像时出现伪像的原因。通过仿真对运动模型和回波特性进行了验证。     

初始姿态精度对SAR成像分辨率的影响

分析了合成孔径雷达SAR运动补偿用惯导初始对准误差对SAR天线相位中心运动参数测量精度以及成像分辨率的影响.通过建立惯性器件误差→惯导初始自对准精度→SAR成像分辨率三者之间的量化映射关系,可以直观地发现,SAR合成孔径起始时刻姿态误差对成像分辨率的影响较之初始位置、速度误差更为严重,并分析指出不同方向的初始姿态误差对SAR成像分辨率的影响并不相同,由此进一步分析了SAR运动补偿系统惯导器件对成像分辨率的影响.经过单个点目标SAR成像(RD算法)仿真验证了该方法的正确性.     

基于参数估计的步进频ISAR成像运动补偿方法

分析了基于步进频雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对ISAR成像的影响,针对当目标有速度或加速度时会造成高分辨距离像移位和畸变,并使二维像散焦的情况,提出了一种基于高斯包络线性调频信号自适应分解、高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵法的运动补偿算法。该算法利用高斯包络线性调频信号自适应分解得到回波多普勒调频率和目标运动的加速度,通过距离像移动对目标运动速度进行初估计,并用高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵准则提高目标速度及加速度的估计精度,然后进行运动补偿。该算法计算量小,估计精度高,仿真结果验证了它补偿效果好,能获得清晰的ISAR像。     

星机双基地SAR-GMTI中的运动误差分析

运动误差补偿影响杂波抑制、多普勒参数估计和目标聚焦成像,是双基地合成孔径雷达地面运动目标检测(synthetic aperture radar ground moving target indication , SAR-GMTI)的一项关键技术。根据星机双基地系统的特点,提出了一种有效的运动误差分析和补偿方法。从星机双基地SAR GMTI的运动误差几何模型出发,分析出误差对运动目标参数的影响,并给出了相应的补偿因子。特别针对地势起伏和斜视角不能忽略的情况,分析了误差补偿的偏移量并提出了有效的补偿方法。最后,计算机仿真验证了所提方法的有效性。     

战术导弹对单个目标射击效能的马氏链决策分析模型

针对多发导弹攻击单个坚固目标时毁伤效能分析与评估这一复杂问题,运用马尔可夫过程理论建立了独立连射方式下多发战术导弹射击效能分析的马氏链模型.对于各发导弹精度、威力相同且不计毁伤积累的射击情形,建立目标毁伤过程的时齐马氏链模型,定量分析目标毁伤状态的变化;对于各发导弹精度、威力不同或考虑目标毁伤积累的射击情形,建立目标毁伤过程的非时齐马氏链模型;当考虑目标恢复时,建立由目标毁伤过程马氏链和目标修复过程马氏链组成的混合马氏链模型.     

基于改进MHT的卫星电子信息舰船目标跟踪

针对电子侦察卫星的重访时间较长且随机、舰船目标运动模型难于精确建立、数据杂波干扰强、多辐射源扩展目标跟踪等问题,结合卫星得到的辐射源特征参数提出了基于多假设跟踪(multiple hypothesis tracking,MHT)改进的舰船目标跟踪算法。首先分析了卫星电子信息舰船目标跟踪的特点;在没有辐射源类别与个数等先验知识的情况下,利用辐射源位置和载频等信息进行了两次聚类,实现了数据压缩以及杂波抑制;再在MHT的框架上利用目标运动状态信息结合辐射源的载频特征信息实现了多目标多辐射源的边跟踪边参数估计。仿真对比实验结果表明,结合辐射源特征信息的方法具有更好的跟踪性能,具有较高的跟踪精确性与稳健性。     

基于波导不变量的单水平阵被动测距技术

浅海低频声场具有稳定的干涉特性,水听器接收信号声强图中的干涉条纹包含了目标的运动和距离信息。在推导水平直线阵波束域信号声强表达式的基础上,提出一种可用于单水平直线阵的运动目标被动测距技术。该技术利用波导不变量理论并结合水平阵转向前后的波束域声强信息实现目标的被动测距。在使用Hough变换进行运动参数的估计之前,采用对比度拉伸变换和中值滤波的图像预处理方法,以提高低信噪比条件下参数估计的准确性和稳健性。理论分析和仿真研究结果表明,所提算法能够有效地对运动目标进行被动测距,对目标是否通过最近距离点没有限制,具有更广泛的适用性。     

基于扩张观测器的三维动态面导引律

为提高导弹拦截高速机动目标的精度,基于自抗扰控制理论的估计补偿思想,设计了考虑自动驾驶仪动态特性和目标机动的三维动态面导引律。首先,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型;其次,针对制导模型中所存在的目标机动和测量噪声的干扰,设计扩张观测器估计目标机动和视线角速率,并将其应用到导引律的设计中;再次,基于动态面控制方法设计了三维空间导引律,避免了传统反演控制方法中的“微分膨胀”问题;最后,在目标作不同机动情况下,所设计的导引律与比例导引律、动态面导引律进行比较,仿真结果表明所设计的导引律具有更好的制导性能。     

基于卡尔丹方程的高分辨ROSAR成像算法及性能分析

旋转式合成孔径雷达(rotor synthetic aperture radar, ROSAR)是一种新型的雷达成像模式,其圆形运动轨迹斜距历程造成传统二阶斜距近似法在宽方位波束场景下方位向散焦严重。针对这一问题,提出了一种基于卡尔丹方程解析表达式的ROSAR成像算法。考虑通过对回波信号的斜距表达式进行四阶近似,推导了回波信号的二维频谱,分析距离徙动对成像结果的影响,提出基于卡尔丹方程解析表达式实现距离徙动补偿,进而实现整个场景精确聚焦的成像算法并给出了算法的运算量。仿真实验验证了算法的有效性及在噪声环境下的稳健性。     

基于滑动模型的车辆里程仪标度因数标定方法

为提高车载导航系统中里程仪标度因数在非匀速条件下的标定精度,建立了车辆运动的动力学简化模型,分析了车辆加、减速时轮胎相对路面滑动对里程仪测量精度的影响,推导了基于路面附着系数的相对滑动模型,利用导航初始阶段惯导精度高的特点,将惯导解算位置作为基准,采用卡尔曼滤波器对里程仪标度因数进行估计。验证实验表明,经过改进的算法可以在车辆非匀速条件下对里程仪标度因数进行精确估计。相比未经滑动修正的估计值,里程仪测量精度由0.16%提高到0.02%。     

基于CS-Jounce模型的船摇滤波与预报方法

根据航天测量船船摇数据特性,提出了基于“当前”统计Jounce模型(“current” statistical Jounce model, CS Jounce)和最大相关熵卡尔曼滤波器的滤波及预报方法。在分析船摇数据周期特性的基础上,使用频域滤波方法分析了船摇数据噪声,得出其非高斯白噪声,指出去船摇数据四阶差分量周期性显著减弱。为克服船摇动力学建模复杂的问题,引入机动目标跟踪理论,针对目前模型阶数不够高的问题,结合“当前”统计的思想,推导了CS-Jounce模型。针对船摇数据噪声非高斯白噪声的问题,引入了最大相关熵卡尔曼滤波器。实测数据验证表明,该方法能很好地跟踪船摇数据,滤波精度较高,三步预报均方根误差小于5″。同时,该方法能较好地估计和预报船摇角度及角加速度数据。     

基于单通道合成孔径雷达子图像的动目标检测性能分析

详细分析了基于单通道子图像的运动目标检测性能,给出了图像序列间协方差矩阵分解后特征值与运动目标速度间的关系。首先通过方位向的频谱划分获得单通道子孔径对应的子图像,再利用子孔径间协方差矩阵第二特征值对目标信号的敏感性实现运动目标的检测。详细推导了特征值与运动目标距离向速度的关系,并通过理论分析给出了协方差矩阵第二特征值的概率密度函数。最后,经过仿真实验给出了该方法的仿真结果与性能曲线。     

基于反馈线性化的船舶舵鳍联合减摇MPC控制

针对船舶运动系统具有非线性、强耦合、多变量等特性,并考虑海洋环境对船舶运动影响,建立了一个能够比较全面反映船舶运动本质特性的四自由度(纵荡、横荡、横摇、艏摇)运动非线性数学模型,基于模型预测控制是一种在控制领域得到实际应用的多变量优化控制策略,设计了基于反馈线性化的船舶舵鳍联合减摇模型预测控制(MPC)系统。在不同海情下,完成了横摇与航向联合控制仿真实验,结果表明：该控制方法鲁棒性强,既能实现精确的航向控制又能得到良好的减摇效果。     

Grey System Forecast for Firing Accuracy of Gun

0　 ForwordEvaluating and forecasting the firing result of gun is a subject studied by the gunnery.Firing accuracy has an effecton the firing resultin future directly.Therefore,according tothe performance of firing system,which have been practiced many times in actual firingbefore,proceeding from the factors thataffect on firing accuracy,to forecastthe future isvery necessary. Notonly can itprovide the scientific basis forimproving the performace ofgun and it has also a great significance for …