高超声速目标运动特性及其对预警系统的影响

在建立高超声速目标运动模型的基础上,采用定量比较的方式分析其与弹道导弹的飞行路径、飞行时间和机动能力,以利于对目标进行预警探测。分析表明,典型参数条件下高超声速滑翔飞行器大气层内相对低空飞行,飞行时间比弹道导弹慢数分钟,但横向机动范围达数千公里,使对其全程探测、搜索捕获和轨迹预测困难。分析结果可为反临预警体系建设提供技术支撑。

外辐射源雷达系统多站接收优化部署方法

针对多站接收情形下外辐射源雷达优化部署问题,在分析单个接收站场景下探测覆盖面积和基线距离之间关系的基础上,提出一种多站接收条件下的外辐射源雷达系统优化部署方法。采用积分法求出多站接收下探测覆盖面积和基线距离之间的关系,并对探测覆盖面积进行归一化处理,以归一化的探测覆盖面积最大为优化准则进行外辐射源雷达多站接收优化部署,并以2个和3个接收站场景为例,进行了优化部署。仿真分析表明,通过多站接收条件下优化部署,可以有效增大系统覆盖范围,提高系统探测效能。

基于TAS模式的多目标跟踪波束调度策略

在跟踪加搜索工作方式下,相控阵雷达既要对已捕获的目标保持稳定跟踪,又要继续搜索责任空域发现新目标,为此提出了一种波束调度策略。在交互多模型框架下,基于状态的一步预测估计了目标的预期驻留时间,以检测概率和跟踪精度为约束条件进行了优化,基于驻留时间估计了目标的预期噪声方差和预期误差协方差,定义了目标跟踪的紧迫因子、偏差因子和调度系数,在各个时刻估算所有目标下一时刻的调度系数,根据调度系数大小确定下一时刻的波束指向,指挥波束进行照射,当波束照射到目标上时,更新量测噪声并滤波,当波束未照射到目标上时用预测值表示目标状态,仿真证明了算法的可行性和有效性。

临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法

为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,提出了一种双通道并行跟踪算法。首先对比分析了目标的弹道轨迹,目标角度域参数相比位置域参数存在更显著的变化规律,为了在雷达测量直角坐标系下跟踪,采用倾角和方位角代替航迹倾角和航向角,将倾角变化率和方位角变化率描述成零均值正弦自相关随机过程,分别建立了纵向通道和横向通道的角度域模型。然后将目标轨迹分解到纵向观测平面和横向观测平面,通过量测数据预处理、双通道并行滤波、输出状态合并,实现目标的三维跟踪。最后通过仿真实验设置了算法中两个通道的机动模型的参数,分析了过程噪声对跟踪精度的影响,仿真结果表明,与现有的临近空间高超声速目标跟踪算法相比,该算法具有较高的跟踪精度。

远程预警雷达探测能力分析

以临近空间高超声速目标防御为背景,研究了无引导信息下远程预警相控阵雷达搜索能力问题。针对临近空间工作模式,深入分析了雷达搜索屏、脉冲宽度、信号周期、搜索帧周期等搜索参数的设计原则和确认方法,分析了脉冲宽度随波束指向变化补偿关系,推导了目标不同高度仰角穿屏的最短穿屏距离和雷达捕获目标的最小扫描次数,以HTV-2为例仿真分析了雷达的探测能力,结果表明当目标迎面来袭时雷达具备完全的捕获能力,当目标从后方顶空来袭时为捕获目标需要采取TWS模式。

临近空间高超声速滑翔目标地理位置估计

为了提高临近空间高超声速滑翔目标在地心地固(ECEF)坐标系下地理位置的跟踪精度,基于目标的三自由度弹道方程对其轨迹进行分析,提出将轨迹投影到高度,经度,纬度三个坐标方向,在高度方向的轨迹衰减震荡,将加速度描述为零均值的正弦衰减震荡自相关随机过程,构造了一个位置滤波器,在经度和纬度方向的轨迹线性偏移,将角度的变化率描述为零均值的指数自相关随机过程,构造了两个角度子滤波器,将三个滤波器并行运行以实现目标的三维跟踪,仿真表明该算法具有较好的跟踪精度。

两种逆变器双环控制技术比较分析

电压电流双闭环控制包括电感电流内环和电容电流内环两种,为了详细认识两种双环控制的优缺点,文中从它们的传递函数出发,画出频率特性图,从稳态特性和动态特性两个方面进行了比较分析,最后通过仿真验证了实验结果。

临近空间高超声速滑翔弹跟踪模型

为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,基于目标的航迹倾角变化规律建立了一种新的机动模型。为了在雷达测量直角坐标系下估计目标的位置和速度,分析了目标的弹道剖面角,基于航迹倾角变化率和倾角变化率有相近似的变化规律,提出用倾角代替航迹倾角,将倾角变化率描述为零均值正弦自相关随机过程建立角度域的Markov模型,然后将角度关系映射到位置维度建立空间模型。为了使得系统总体状态模型线性,将模型拆分为前端的角度子滤波器和后端的位置子滤波器,由角度滤波器驱动位置滤波器联合跟踪滤波。通过仿真设置了模型的参数,实验结果表明其模型具有更好的跟踪精度。

临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型

针对临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪问题,在分析目标运动特性的基础上提出了一种二阶时间相关的新型机动跟踪模型,该模型的核心是将加速度作为具有衰减振荡自相关的零均值随机过程,并据此构建了跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标的状态方程;为进一步分析模型的运动适应性,结合卡尔曼滤波算法推导了模型的系统动态误差稳态值,从模型参数取值的角度探讨了模型的适应性问题;为提高模型参数设计的合理性,分析了模型中两个参数的对应关系,并给出了参数设计的大致参考区间.理论分析表明,模型具备周期性与衰减性的统一,在短时间内主要表现为周期性,在长时间内主要表现为指数衰减性,这一特性提高了对临近空间高超声速跳跃式滑翔运动描述的合理性,此外,该模型跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标时的参数理论取值具有较低的系统动态误差稳态值.仿真实验表明与已有的临近空间高超声速目标单噪声机动模型相比,该模型具有较高的跟踪精度;并通过比较不同参数下的仿真结果一定程度说明了参数取值方法的合理性.

基于序列二次规划的粒子滤波算法

针对传统粒子滤波(PF)没有引入当前信息,并存在粒子退化的问题,提出了一种基于序列二次规划(SQP)多级优化的PF算法。首先,基于残差分布特性采用置信区间剔除较大偏差粒子,调整粒子权值分布;然后,将重采样后的粒子映射到集合U,根据集合U中各粒子复制次数建立多级优化模型,通过SQP求解模型的参数值,当前后两级模型优化参数差异小于门限时,输出最后一级优化参数为滤波结果;最后,为防止过度采样导致粒子退化,利用滤波值及其协方差采样新粒子。仿真实验表明:SQP-PF算法在跟踪精度,粒子多样性方面优于传统PF算法。

雷达装备实战化实践教学资源体系建设探析

为有效提高雷达装备实战化实践课的教学效益,分析了我院雷达装备实战化实践教学资源建设现状;就其存在的问题,提出了以教学资料和支持系统的8个部分组成的雷达装备实战化实践教学资源体系构架和建设原则;最后给出了具体的建设方法,指出了该教学资源体系在使用中需注意的问题.教学实践表明,该教学资源体系可有效提高雷达装备实战化实践课的教学效益.

临近空间高超声速目标自适应采样跟踪算法

针对传统自适应采样跟踪准则只适用单一模型且采样率稳定性差的问题,提出一种基于相对机动强度(relative maneuvering strength,RMS)的自适应采样交互多模型(interacting multiple model,IMM)算法。该算法构建了机动灵敏的主导因子;将期望协方差与实际协方差的偏差与门限值进行比较来修正指数参数,在保证跟踪精度恒定的同时降低资源消耗;考虑到采样率稳定性因素,引入平滑因子,设计线性形式自适应采样率公式。通过仿真试验对比,结果表明3种对比算法跟踪精度相近,新算法采样点数少,采样率突变点少。以此验证了新算法在跟踪数据率和采样率稳定性方面的优越性。

相控阵雷达探测高超声速目标引导搜索方法

高超声速目标具有高速高机动、绕飞能力强的特点,给雷达的引导带来了极大困难。针对高超声速目标刚进入雷达视距时的场景,设计了相控阵雷达的引导搜索策略,提出了基于引导信息的雷达搜索空域确定和搜索时序设计方法。首先根据目标的运动特性对目标的可能机动空域进行预测,得到搜索空域范围,然后确定目标穿屏时的分布概率密度,进而确定波位编排区域和照射顺序。仿真结果表明,所提引导搜索策略可以快速、高概率地捕获到目标。

基于信息技术的高校军事装备一体化教学改革策略研究

随着科学技术的发展,高校军事装备教学面临新的机遇和挑战。信息技术已成为教学改革的新动力,针对信息化教学理念“牵不动”教学改革、教学模式“转不到”学为主体、教学内容“跟不上”装备任务发展、教学方法“配不好”内容要点、教学平台“托不起”新增培训任务等问题,文章提出以信息技术为支撑的军事装备一体化教学改革策略。

新时代高校装备维修专业教材建设摭探

高校在不断优化装备维修专业的课程内容、教学模式过程中,需要对作为教学活动基本载体的教材进行适应性优化与调整。文章简述装备技师教材建设的时代要求与基本思路,并探讨装备维修专业教材建设的具体措施:建制度机制,强保障体系;研岗位标准,定内容结构;推编写体例,定品相风格;审编写质量,定试用要求。

基于Vague集的雷达阵地优化效果评估方法

针对影响雷达阵地优化的不确定性因素,利用模糊数学理论,提出一种基于Vague集的雷达阵地优化效果评估方法.首先根据雷达阵地环境和任务目标,选取雷达阵地优化评估指标,利用专家经验建立评估指标与评价等级间的隶属函数;然后利用Vague集相似度定义和群组属性层次模型(AHM)法分别确定专家决策权重和评估指标权重;最后利用得分函数判定阵地优化效果等级.实例应用验证了该方法的有效性,其结果表明,与传统模糊层次评估法相比,该方法适用范围更广,评估结果的准确性和稳定性更好,对指挥员科学决策具有一定参考价值.

雷达阵地优化效果评估指标体系研究

雷达阵地优化效果决定了雷达在不同作战条件下的性能发挥,雷达阵地效果评估是实施雷达阵地优化和评判优化效果优劣的重要手段和依据。对影响雷达阵地优化效果的因素进行了分析,构建了雷达阵地优化效果评估指标体系。结合现有指标权重方法,选用改进的群组属性层次模型(AHM)法计算指标权重,增强指标赋权的稳定性和准确性。

基于参考椭球的高超声速滑翔飞行器弹道仿真

高超声速滑翔飞行器独特的运动特性给反导预警系统带来巨大挑战,为更加精确地对其弹道进行描述,基于地球的参考椭球模型,分别推导出高超声速滑翔飞行器处于滑翔段时的动力学和运动学方程组,最后对其进行弹道仿真并与基于地球圆球假设的弹道进行对比。仿真结果表明,弹道各参数在两种假设条件下有着不同程度的随时间增大的误差,针对长时间远距离飞行的高超声速滑翔飞行器的稳定跟踪及弹道估计等问题,建议采用文中建立的运动方程进行弹道仿真。

一种相控阵雷达搜索参数设计策略

为实现相控阵雷达探测高超声速目标最远发现距离尽可能大,设计了一种基于改进告警-确认检测方法的搜索参数优化策略。首先根据雷达原理和目标特性指出搜索参数优化需求,分析告警-确认检测基本原理并给出考虑搜索空域内新目标平均出现率的帧时间计算公式,然后以每个波位的告警检测与确认检测的驻留时间和虚警概率为优化变量、以最大化最远发现距离为目标函数建立搜索参数优化数学模型并给出求解步骤,最后对设计方法的有效性进行仿真验证。结果表明,在总虚警概率和每个位置允许的最大驻留时间双重约束下,设计的搜索参数优化策略可以较短的帧时间获得较大的最远发现距离。跟踪负载相同时,设计的搜索参数优化策略优于均匀搜索方法和告警-确认检测方法。

临近空间高超声速目标探测系统构建探究

为了应对日益严峻的临近空间威胁,必须在现有装备基础上发展和建立新型武器防御系统。文章首先分析了美俄临近空间高超声速飞行器发展脉络,然后分析了现有防空反导预警系统的能力欠缺,最后从天基、空基、陆基、海基、新型手段五个方面阐述了临近空间高超声速目标探测系统构建问题。