空中分布式协同时差测量系统目标定位技术研究

针对地面单站低频雷达及多站协同时差测量系统的缺点,提出了一种有源三动平台空中分布式协同时差测量系统。给出了空中分布式协同时差测量系统的目标定位方法,建立了定位及交班误差分析模型,对精度和测量条件等进行了研究。最后,通过仿真验证了其相对于单站雷达的精度。该系统在实现远距离隐身目标高精度定位的同时,可大大降低系统对地面及动平台末制导探测设备的要求。     

基于仿真的水轮发电机关键数学模型的改进与可靠性研究

基于仿真的目的，对混流式水轮发电机的关键数学模型进行了改进，采用分段拟合与解析运算相结合的方法，导出了简单的函数形式，简化了计算过程，使模型可适用于水轮机的所有工况范围。由于关键模型中引水系统的水击模型系数是时变的，普通求解方法不适用，本文采用了新的动态迭代方法，该方法简单，精确度高，即使输入为任意规律也可求解。上述方法可靠性分析和融合测试，结果表明它在能保证仿真系统的真实性、可靠性和实用性的前提下，能以最简单、最直接的方式解决最复杂的问题，而且效果很好。吉林丰满水电站计算机仿真系统的应用实践，也验证了该方法。     

任意沿轨基线长度双孔径SAR-ATI动目标检测方法

提出了一种适用于沿轨迹排列、任意间距的双孔径天线ATI动目标检测方法,应用于地形高度有起伏的地杂波环境,给出了相应的测速、定位公式。针对在图像域中难以直接实现非整数像素配准的问题,分别在时域和多普勒域中给出了两种解决方法,实现了图像的高精度配准,并在整个观测带内动目标检测的条件下结合聚焦深度的概念给出了具体的实现过程。最后比较了不同波段对该方法的影响,得出了波长越长,测速与定位精度越高,最大可检测不模糊速度提升的结论。仿真结果表明,在不考虑系统噪声的前提下该方法可以实现精确的测速与定位。     

一种混合建模方法在陀螺漂移预测中的应用研究

陀螺仪作为惯性导航系统的核心惯性器件,其漂移性能直接影响导航的精确性,分析陀螺漂移的变化趋势并预测由漂移所引发的陀螺故障具有重要的意义。提出一种基于灰色理论和平稳时间序列分析的混合建模方法,并将其用于预测陀螺漂移。实验结果表明该混合建模预测方法能够精确地预测陀螺的漂移,从而为陀螺的性能分析和故障预报提供依据。同时与单一预测方法相比,该混合方法具有较强的预测能力。     

Calibration method of phase distortions for cross polarization channel of instantaneous polarization radar system

A novel poladmetric calibration method for new target property measurement radar system is presented.Its application in the real radar system is also discussed.The analysis indicates that instantaneous polarization radar (IPR) has inherent cross-polarization measurement error.The proposed method can effectively eliminate this error,and thus enhance the polarization scattering matrix (PSM) measurement precision.The phase error caused by digital receiver's direct iF sampling and mixing of two orthogonal polarization channels can be removed.Consequently,the inherent error of target polarization scattering measurement of the instantaneous polarization radar system is well revised.It has good reference value for further plcarimetric calibration and high practical application prospect.     

半实物仿真惯组输出模拟及转台姿态补偿方法

针对半实物仿真传统三轴转台解耦方法大多不考虑地球自转影响造成仿真相似性不足、精度不高的问题,本文充分考虑转台纬度、方位及转序与发射点状态的差异,提出一种虚拟惯组输出模拟及实物惯组转台姿态补偿方法。当设备中不含实物惯组时,通过构建虚拟惯组并考虑误差影响模拟真实惯组输出;当引入实物惯组时,在转台解耦的基础上补偿当地地球自转角速度,根据转台奇异值与仿真需用范围可选卧式或立式驱动模式。经仿真验证,13 min飞行工况下虚拟惯组与实物惯组姿态结果一致,最大角误差约0.08°,不加地速补偿时仿真姿态相比理论值差异约3°,加入补偿后修正至约0.01°,表明该方法正确可行,能有效提高仿真精度,且方法实现简单适用性好,可工程应用并推广。     

Intelligent control over chaos in the rolling process and its comparison with tracking control

Some existing methods for chaos control in engineering fields are analyzed and their drawbacks are pointed out. A tracking method can solve these problems to some extent, but it still depends on the mathematical model of the system to be controlled. An intelligent method based on fuzzy neural network (FNN) is used to control chaos in engineering fields. The FNN is employed to learn the inherent dynamics from the input and output of chaos, which can be used in the inverse system method, so that the method is free of the exact mathematical model of the system to be controlled. This intelligent method is compared with tracking method in the presence of measurement noise and model error. Simulation results show its superiority and feasibility.     

基于混沌-神经网络模型最优控制及应用

由于非线性混沌时间序列内部确定的规律性，其重构相空间具有高精度短期预测性．为此，为了实现非线性、大时滞系统的自适应控制，文章根据具有混沌特性非线性、大时滞系统的时间序列重构相空问，计算相空间饱和嵌入维数、最大Lyapunov指数和系统的可预报尺度，并以此为指导，建立神经网络预测模型对系统作高精度的短期预测；在此基础上，通过反馈校正，将校正误差和控制增量引入性能函数寻优得最优控制决策，实现了对非线性、大时滞系统高精度的自适应预测控制．将该控制决策应用在锅炉过热汽温控制中，仿真表明该控制的有效性、快速性和鲁棒性．     

基于立体视觉的测量技术

基于立体视觉的基本理论 ,提出了一种获得运动物体的相对位置、相对姿态等运动参数信息的方法 ,建立了数学模型 ,给出了计算机仿真结果。结果表明 ,该测量方法具有较高的测量精度。并在此基础上设计了一套基于高速信号处理器TMS32 0C6X的立体视觉测量系统 ,在航空、航天器的运动分析 ,机器人导航 ,生产自动化等领域具有广泛的应用前景。     

基于STFT的宽带数字ESM接收技术

提出了一种新的基于瞬时测频的宽带数字电子支援（electronic support measure, ESM）接收技术。首先对输入信号进行短时傅里叶变换,通过对变换结果进行快速插值,实现瞬时测频;然后利用多门限完成瞬时频域检测,并根据检测带宽进行抽取。这种新的接收技术能够有效解决ESM系统对宽带同时到达信号的侦收难题,且算法结构规整,易于用现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array, FPGA）芯片进行硬件实现。计算机仿真结果表明,系统单信号检测灵敏度可达-5 dB,当输入信噪比为-5 dB~15 dB时,单信号正确检测概率可达90％以上,动态范围达20 dB,双信号瞬时动态范围可达18 dB。     

LBI测向定位系统的多标校源校正算法

采用长基线干涉仪测向定位的系统,对干涉仪基线矢量的测量精度要求非常高,而通常的测姿设备在增加载荷系统复杂度的同时并不能直接提供干涉仪指向信息。针对这一问题,提出共用定位系统测量方向余弦角的相位差测量通道,利用同时测量的两个(以上)已知校正源的相位差,实时解算、提供干涉仪的空间指向,并给出了校正干涉仪指向的性能估计方法。仿真表明,该算法能够有效获得干涉仪的空间指向。     

基于星敏感器的星光折射卫星自主导航方法研究

研究了基于星光折射量测进行自主确定卫星姿态及轨道的方法。这种导航方案利用高精度的CCD星敏感器,结合星光穿越大气的较精确的数学模型,来间接敏感地平,从而实现对卫星的精确定位和定姿。为了说明所提导航方案的有效性,采用推广卡尔曼滤波算法,结合模拟的测量数据对自主定轨进行了仿真。仿真结果表明,定轨精度优于100m。还分析比较了采样周期、星敏感器精度、恒星数目等因素对定轨精度的影响。总结了其变化规律,可用于提高卫星自主定轨精度。     

单脉冲雷达数字接收机幅相不平衡的一种校正方法

给出了单脉冲雷达数字接收机和差三通道幅相不平衡的一种校正方法 ,介绍了这种方法在实际雷达系统中的应用。分析表明 :该方法可以有效校正和差三通道的幅相不平衡 ,提高角误差的测量精度。由于采用数字接收机可以保证接收机对测角精度的影响不随温度漂移而下降 ,从理论上消除了模拟接收机合并通道方法中方位与俯仰通道的互耦和零中频接收机模拟下变频正交双通道幅相不平衡 ,因此具有很高的实际应用价值。     

同步卫星无源测轨中的时差定位与精度分析

多站时差定位是最重要的无源定位方法之一。研究了基于四站时差测量的地球同步卫星无源定位和定轨方法。介绍了四站时差定位的基本原理,给出了四站时差定位算法和详细算法流程,推导了四站时差定位精度的误差传播方程。重点分析了测量精度、布站方式、基线长度、站址误差对同步卫星定位精度的影响。通过Monte-Carlo仿真,验证了四站时差定位算法与误差分析结果的一致性。仿真结果表明：测量误差、布站方式、基线长度和站址误差均是定位误差的关键影响因素;布站方式以倒Y型布站效果最佳,菱形或矩形布站方式存在奇异区;为达到km量级定位精度,则基线长度应大于1000 km;采用四站时差测轨时,站址坐标精度水平应优于1 m。     

调制型光纤捷联系统系泊状态标校方法

针对舰船系泊状态特有的运动环境及惯性器件偏差对捷联系统导航精度的影响,提出一种单轴四位置旋转调制方案并建立该系统误差方程。研究了直观分析系统参数可观测性的解析方法,并运用谱条件数法计算出惯性测量单元（inertial measurement unit, IMU）在静止和旋转状态下各状态量的可观测度,利用分离位置回路的卡尔曼滤波模型实现了器件偏差的现场估计。数值仿真显示,单轴四位置转停方案可以有效地提高惯性器件偏差的可观测度,大大提高了系泊状态下惯性器件偏差的估计精度。     

基于地磁场的高精度自主导航方法

地磁场矢量可描述成卫星的位置函数,利用三轴磁强计观测地磁场矢量或模,可实现近地卫星在任何运行状态下的自主导航,但是由于地球磁场模型存在不确定性和长期变化性,三轴磁强计存在安装误差和未知比例因子等误差因素,所以目前单一使用三轴磁强计进行自主导航精度有限。提出一种利用地磁场信息在轨修正地磁场模型高斯系数和标定三轴磁强计模型误差的新方法,通过将三轴磁强计与地磁场模型参考值的矢量和模分别作差,推导两种差值与地磁场模型高斯系数和三轴磁强计模型误差参数的数学关系,设计先进滤波算法得到高斯系数及误差参数的最优估计,实时修正地磁场模型和三轴磁强计模型。以某低轨卫星利用地磁场进行自主导航为例,利用数值仿真验证在轨修正后地磁场模型和标定后三轴磁强计模型,并对3种自主导航方法进行仿真结果的分析和比较,论证所设计方法既提高系统导航精度、收敛性和稳定性,又有利于工程实际应用。     

基于多适应值全参数自主变异粒子群的立体相机标定

基于视觉测量的目标参数获取为仿真系统的性能分析与评估提供可信的数据支持,相机参数标定的精度又决定着测量结果的可靠性。提出采用多适应值全参数自主变异粒子群的相机标定方法,利用传统标定法获取相机的初始内参,通过惯性系数收缩调整、给出基于粒距的全局因子学习调节策略、引入多适应值函数以及设计自主变异律,实现基于粒子群优化标定算法的快速和全局化收敛。实验结果显示本文方法在一定程度上提高了相机的标定精度并可以应用于实际工程之中。     

二级倒立摆在Simulink环境下的实时控制

利用Matlab环境下Simulink工具箱中现有的模块及其函数,开发出能够与被控硬件系统直接通讯的软件模块以及对被控系统进行实时操作和控制的命令模块,实现了直接在Simulink环境下对二级倒立摆系统的实时控制,扩充了已有的Simulink工具箱的功能。研究中所采用的技术与方法可以扩展到对其他硬件系统的实时控制中。     

基于磁强计/太阳敏感器的自主导航方法

地磁场矢量是关于卫星位置的函数,利用星载三轴磁强计测量地磁场矢量,并且引入国际地磁场参考模型标准值,即可确定卫星的位置和速度。由于地磁场模型存在不确定性和长期变化性,所以单一使用磁强计自主导航精度有限。提出一种基于三轴磁强计与太阳敏感器相结合的自主导航方法,将太阳敏感器输出的高精度矢量信息与地磁场信息相结合,设计在太阳光照区和太阳阴影区两种情况下基于信息融合的组合导航原理及滤波算法并进行数值仿真,通过对仿真结果进行分析和比较,论证所设计方法既提高了系统的导航精度和鲁棒性,又有利于工程实际应用。     

基于优化KF的MEMS陀螺阵列信号融合方法

针对微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺仪准确度低、噪声大的问题,采用陀螺阵列技术降噪以提高陀螺的使用精度。采用Allan方差法分析陀螺信号误差噪声项,依据分析结果对测量模型进行了简化,利用噪声相关性设计了一种卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)对陀螺阵列进行数据融合,并对最优估计过程进行了改进,降低了数据处理的复杂度和计算量,同时从理论上分析了各参数对阵列性能的影响。为提高滤波器的动态性能,将自回归(autoregressive,AR)模型应用于陀螺真实角速率的建模。采用6个陀螺构成的阵列进行了验证实验。实验结果表明:与单个陀螺相比,陀螺阵列的噪声在静态条件下降低了144.2倍,在恒速率和正弦速率条件下噪声分别降低了18.18倍和5.36倍,证明了此建模方法和融合方法的有效性。