常规雷达飞机回波调制特性的建模

为了从常规雷达回波中提取用于飞机目标识别的调制特征,依据雷达回波调制特征产生机理,推导了常规雷达直升机、螺旋桨飞机和涡扇喷气飞机回波调制特性的参数模型。分析讨论了实际飞机和常规雷达特殊性对不同类飞机旋转部件调制特征的影响。通过仿真和实际回波分析验证了调制特性参数模型的正确性、有效性和实用性。研究表明,从实际常规雷达飞机回波中可提取相对不变的、与直升机和螺旋桨飞机旋转结构相对应的调制周期特征;而对涡扇喷气飞机,调制周期特征是模糊的。     

飞机空面精确打击武器火控系统精度仿真分析

空对面精确打击武器火控系统是现代作战飞机对付地面(或海面)目标的一种重要武器系统,在现代战争中有着无可替代的作用,其武器系统精度是关键技术指标。在分析精度分析评价指标体系的基础上,分析了影响飞机空面精确导弹武器火控系统的误差因素,确定了从飞机火控系统和导弹制导系统两个方面来分析武器火控系统精度误差链的分析方法。针对防区外空地电视遥控制导导弹火控系统进行精度分析与评估,利用蒙特卡罗法对防区外空地导弹火控系统进行了全武器精度分析仿真。其结果对评价空对面精确打击武器火控系统精度具有很好的工程应用价值。     

基于RHTC网络的飞机目标检测与精细识别

飞机目标的方向检测和精细识别是高分辨率光学遥感图像解译领域的一个重要任务。针对遥感图像中多方向密集排布飞机的方向检测和识别困难问题, 提出一种基于旋转混合任务级联(rotated hybrid task cascade, RHTC)网络的飞机检测识别方法。首先, 基于混合任务级联(hybrid task cascade, HTC)网络, 扩展分割分支数量, 并将分割分支与包围框分支多层级联以不断加强语义特征。其次, 设计了一个新的斜框回归器, 将其添加在掩膜分支的最后一层以完成目标方向预测。最后, 增加一个新的方向损失函数以优化训练过程, 从而完成RHTC网络构建。在数据预处理阶段, 构建了每类型号飞机目标的精细掩膜以增强目标细节和提高掩膜预测精度。基于DOTA和公开Google图像构建的飞机数据集开展了多组实验。结果表明, 与其他多种先进的方法相比, 所提方法在飞机检测方向精准度和类别平均精准度上性能更优。此外, 所设计的斜框回归器和方向损失函数在嵌入到其他分割网络时也具有良好的性能。     

双轴连续旋转激光捷联惯导误差高精度补偿方法

为进一步提高旋转调制惯导系统的自补偿精度,对旋转调制激光捷联惯导系统误差补偿技术进行了研究。针对双轴转位调制补偿精度有限的问题,提出了一种新的双轴连续正反旋转调制方法。以激光陀螺仪为对象,通过理论分析确定了连续旋转调制内外框架的调制速率;然后在常值误差补偿及有害误差效应补偿机理分析基础上,设计了双轴连续最佳旋转方案,在有效补偿激光捷联惯导系统项误差的同时,抑制了旋转所带来的有害误差效应,实现了旋转激光捷联惯导系统误差的高精度补偿。仿真结果验证了方法的有效性。     

ARMAX模型在飞机火控系统精度试验中的应用

火控系统精度试验包括检验火控系统的静态精度和动态精度。动态精度试验是指在火控系统静态试验满足精度指标后 ,在目标和飞机处于相对运动的状态下 ,检查火控系统输出值相对标准值的误差。采用ARMAX模型进行火控系统动态精度的简易测试 ,动态建模后经过残差检验、零极点分析等 ,为精度试验分析提供了一种简单方法     

载体运动学辅助的双轴旋转调制惯性导航算法

为提高车载捷联惯导系统的导航精度,提出一种载体运动学约束辅助双轴旋转调制的惯性导航算法。建立了惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)旋转的载体运动学约束模型,设计了32次序转位方案,在实现惯性器件误差自补偿的同时提高了系统可观测度,从而将提高了可观测度的载体运动学约束导航与旋转调制导航结合,进一步提高了导航精度。进行了4 000 s静止条件下的导航试验,结果证明此方法可以有效提高定位精度,水平定位精度和高度精度分别比双轴旋转调制导航提高48.2%和80.3%,比载体约束辅助导航提高85.1%和89.9%。最后通过车载实验验证了该方法的有效性。     

载体运动学辅助的双轴旋转调制惯性导航算法

为提高车载捷联惯导系统的导航精度,提出一种载体运动学约束辅助双轴旋转调制的惯性导航算法。建立了惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)旋转的载体运动学约束模型,设计了32次序转位方案,在实现惯性器件误差自补偿的同时提高了系统可观测度,从而将提高了可观测度的载体运动学约束导航与旋转调制导航结合,进一步提高了导航精度。进行了4 000 s静止条件下的导航试验,结果证明此方法可以有效提高定位精度,水平定位精度和高度精度分别比双轴旋转调制导航提高48.2%和80.3%,比载体约束辅助导航提高85.1%和89.9%。最后通过车载实验验证了该方法的有效性。     

机动目标轨道的估算和预测

卡尔曼滤波器用于反飞机火炮控制是很适合的。在本文中,我们利用卡尔曼滤波器理论发展了一种精确的、在数字上有效的方法,以便估算和预测机动固定翼飞机现在和未来的位置。这个方法已在雷达跟踪器火炮控制系统中实现并对各种固定翼飞机目标做了实验。外场实验结果表明,采用这个方法能够得到很高的目标瞄准精度。     

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。     

旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究

利用旋转法补偿陀螺漂移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单元中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,通过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移影响。提出了一种新的单轴旋转调制方案,对该方案进行了理论推导、分析和仿真。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明本方案可以消除所有方向上陀螺常值漂移的影响,从而大大提高位置和姿态精度。     

基于Matlab的飞机环境控制系统动态仿真

在分析了各个部件工作原理的基础上,建立了飞机环境控制系统各主要部件的数学模型,利用Matlab软件开发了各部件的仿真模块。用所建模块搭建了某型飞机环控系统的仿真模型,并进行了仿真研究,结果表明本文的仿真模块具有较高的精度。为飞机环控系统的动态仿真提供了新的实现途径,对飞机环境控制系统的设计和优化具有一定的参考意义。     

AN/TPN-25和AN/GPN-22精密着陆雷达

精密着陆雷达(PAR)用于地面控制进场(GCA)飞机着陆系统,以便飞机最后进入跑道时精确测量其位置。最近为美国空军研制的PAR采用有限扫描相控阵,对着陆飞机进行扫描、搜索和跟踪。本文叙述可机动型和固定场地型PAR以及为鉴定其作用距离和测量精度而进行的机场试验结果。     

基于相遇误差的飞机导引方法建模与仿真

为提高飞机导引精度，使飞机在进入空战区域时占据有利条件，推导了一种基于制导武器与目标的相遇误差的飞机导引方法，并对其进行了仿真。首先，给出相遇误差的确定方法，分析了在具有发射和相遇条件限制的情况下该导引方法的原理及数学模型，根据时间最优准则确定飞机飞行的最优基准轨迹。然后，对导引第一阶段导引方程组解的情况进行了仿真分析，应用MATLAB对该导引方法的基准轨迹的建立进行了仿真验证。仿真结果表明：该导引方法在保证所导引飞机处于有利的攻击位置的条件下能够很好地完成飞机的导引。     

整数规划的旋转矢量法

针对整数规划问题的求解,改造了基本旋转矢量方法中的旋转因子和收缩因子。旋转因子的选取保证了矢量旋转过程中矢径长度不变,矢径的收缩策略的选取能保证最大范围地搜索解空间。多点旋转矢量法采用多矢量同时旋转的思想,在算法实施中基于优胜劣汰的原则引入了矢径舍弃系数和种群保留系数两个控制参数,极大地提高了计算效率和求解精度。最后,通过整数规划算例验证了该方法的有效性,表明对于维数较高的整数规划问题效果也很好。     

基于分支定界法的运动控制相机轨迹跟踪

提出一种与视频图像纹理信息无关,以运动控制机器人手眼标定算法为核心的相机轨迹跟踪方法。针对无特定参照物的手眼标定算法精度较低的问题,该方法提出一种运用无穷范数在给定旋转分量时迭代求局部优化解的算法。并进一步基于旋转空间分支定界法,提出新的标定方程定界约束条件及划分策略,用于寻找全局最优解。实验结果表明,提出的方法有效提高了无参照物场景的手眼标定精度,并应用于虚拟现实领域。     

机场三维态势呈现中IMMKF平滑ADS-B数据

针对基于广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast, ADS-B)数据进行机场三维态势呈现的应用,研究了在态势显示的第一步,ADS-B数据精度不高、不平滑问题,预处理后数据可以用于后续插值生成高帧率的航迹数据。交互式多模型卡尔曼滤波(interacting multiple model Kalman filter, IMMKF)算法可以较好地解决机场场面运动目标ADS-B轨迹数据的实时平滑问题。首先,根据飞机的真实运动情况建立了飞机的匀加速运动、匀速转弯运动及匀速运动模型,然后利用卡尔曼滤波Singer模型与IMM相结合的IMMKF算法对场面飞机的ADS-B轨迹进行了跟踪滤波,达到目标轨迹光滑的效果。实验结果表明,与多种经典的滤波方法相比, IMMKF方法在保证了光滑性的情况下跟踪失败概率低,可实时计算,精度能满足要求。     

基于Matlab的飞行环境控制系统动态仿真

在分析了各个部件工作原理的基础上，建立了飞机环境控制系统各主要部件的数学模型，利用Matlab软件开发了各部件的仿真模块。用所建模块搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并进行了仿真研究，结果表明本文的仿真模真具有较高的精度。为飞机环控系统的动态仿真提供了新的实现途径，对飞机环境控制系统的设计和优化具有一定的参考意义。     

飞机旋转叶片回波频谱特征分析

飞机目标发动机叶片的周期性旋转运动导致目标散射回波中出现周期性运动部件调制频谱分量,在某些姿态下该频谱分量幅度呈sinc(x)包络状,并不对称分布于机体多普勒频谱分量一侧。为揭示这一现象,在对旋转叶片组建立电磁散射模型和对风扇目标进行试验测量基础上,分析了叶片长度、倾斜角和扭角等结构参数对周期性运动部件调制频谱分量分布规律的影响。结果表明叶片扭角是导致该现象出现的主要原因。     

基于改进深度残差网络的旋转机械故障诊断

针对旋转机械工况复杂多变、有标签样本不足而导致的故障特征提取困难等问题, 提出了一种用于旋转机械故障诊断的改进深度残差网络(improved deep residual network, IDRN)。首先, 采集旋转机械一维振动信号进行数据预处理; 然后, 在深度残差网络的基础上引入了长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络, 其中, LSTM网络可以有效捕捉故障的时序信息; 在残差块中引入Dropout层提高了故障诊断的精度和收敛速度; 最后在轴承与齿轮数据集上验证本文提出方法的有效性。实验结果表明, 该方法在堆叠多层网络模型时, 没有出现明显的网络退化现象, 与当前广泛使用的几种诊断方法进行对比实验, 表现出了较高的平均诊断精度和良好的适用性。     

捷联惯导连续旋转方位轴式初始对准研究

针对捷联惯导系统初始对准时可观测性差的缺点,提出了一种提高系统状态变量可观测度的新方法。该方法通过连续旋转方位轴来等效地变换捷联惯导系统误差模型中的系统矩阵,从而提高了初始对准过程中的可观测度,满足了初始对准过程中对精度和速度的要求。分析了连续旋转方位轴式对准时系统的可观测性,并对不同方式下的捷联惯导初始对准过程中系统状态的可观测度进行了对比研究,指出采用连续旋转方式时系统状态的可观测度最高。仿真验证结果表明,连续旋转方位轴式初始对准对姿态误差角的估计精度较二、三位置方法提高了一倍。