基于B/S架构的船舶海外维修保障平台系统软件设计

船舶在出口后,面临大量的维修保障需求,为实现对出口船舶的全寿命管理,同时积极发挥出口船舶的溢出经济效益作用,文章依托长期积累的出口船舶信息数据,并以此为基础设计了基于B/S架构的船舶海外维修保障平台系统(SMSP)软件。该系统通过集约式信息集中计算技术,实现了对用户国信息、船舶状态、维修保障记录、物资存量、培训信息等维护保障工作信息的统一精细化管理及维修保障反哺船舶改进的信息分析功能,加速了我国出口装备售后工作向世界一流装备研发生产单位水平的靠拢,增强了装备出口工作溢出产业的潜力,对完善装备出口产业链条具有一定意义。

自适应智能人机交互在水下指挥控制系统的应用

智能化指挥控制已经成为现代战争作战指挥的新样式,高动态、强对抗、海量数据的战场环境对指挥效率和任务执行能力提出了更高的要求。传统人机交互模式交互效率低,缺乏以人为中心的交互设计,无法充分发挥水下指挥控制的效能。基于智能人机交互和主成分分析法,设计出一种能够根据用户和业务生成水下指挥控制自适应界面的交互模块。通过搭建水下指挥控制智能仿真平台,证实自适应智能人机交互能够简化指挥控制流程,缩减交互用时,提升作战效率,具有较好的应用价值。

基于SRUKF的偏心仅测角相对导航方法

针对以单个光学/红外相机作为相对导航敏感器的航天器,提出采用相机偏心安装和平方根无损卡尔曼滤波(SRUKF)两种方法,解决自主交会时中远距离和近距离全过程的仅测角导航(AON)问题。在观测相机安装时,人为设置一个分米量级的安装偏心,按照观测距离分段建立相机观测模型并推导了观测敏感矩阵,从理论上证明了径向和法向相机安装偏心可以改善近距离v-bar相对位置保持点的观测度,并且对远距离导航精度没影响。构建了基于SRUKF的仅测角导航方法,该方法不需要强制要求初始估计误差满足小量假设和零均值高斯分布假设。经算例验证,在远距离时,采用本文提出的仅测角导航方法,其导航精度比传统扩展卡尔曼滤波(EKF)方法提高了一倍,计算负载降低了约10%;在近距离时,解决了仅测角导航v-bar相对位置保持点不可观测问题;并且当初始估计误差呈非高斯特性时,依然可以实现对相对距离的无偏估计。

考虑轨控调姿的共面椭圆轨道寻的交会

在交会对接寻的段,为了保证自主测量导航设备的连续跟踪和追踪航天器飞行姿态的稳定,要求寻的段尽量采用水平脉冲进行控制,使对地定向的追踪航天器在寻的轨控期间尽量不调姿或调整的姿态角尽量小。本文考虑轨控前调姿的航天器两脉冲寻的交会问题,提出了轨控调姿定量指标并给出了物理解释和数学定义。根据轨控调姿位置和次数不同,将问题分为首脉冲不调姿、末脉冲不调姿、两次均不调姿和两次均调姿等4类。对于前3类问题,提出迭代求解算法;对于第4类问题,提出非线性规划求解算法。最后,将调姿指标和特征速度的等值曲线叠加,提出了"交会参数设计图",可以快速直观地筛选出满足期望指标的交会参数集,辅助交会策略的制定。仿真结果验证了本文提出方法的有效性。

交会对接地面导引与自主导引的切换约束

在分析目前设计指标合理性的基础上,提出一种交会对接地面导引与自主导引的切换条件约束模型,通过约束追踪航天器自主导引段初始相对运动轨迹在轨道面内的振荡幅度和含偏差自主控制过程中的推进剂消耗,给出保证自主寻的成功条件下,地面导引终点不同方向偏差间的取值关系。结合交会对接任务系统仿真,分析验证约束模型的正确性和合理性。

平方根无迹卡尔曼滤波仅测角导航的空间交会闭环协方差分析方法

针对基于仅测角导航的空间交会问题,开展了采用线性协方差进行闭环控制误差快速分析方法的研究。建立了基于平方根无迹卡尔曼滤波(Square Root Unscented Kalman Filter,SRUKF)的仅测角导航算法并推导了观测敏感矩阵,构建了基于多脉冲Hill制导的闭环控制线性协方差分析模型。算例验证结果表明:提出的闭环控制协方差分析结果与Monte Carlo打靶结果能够很好地吻合;该方法适用于采用传统扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的仅测角导航问题,但其迹向位置的估计存在一个与该方向控制误差方差相当的偏心,其误差椭圆的长轴和短轴分别比基于SRUKF的估计结果大24.68%和20.56%。此外,由于采用了QR分解和Cholesky因子更新两种高效的代数运算,基于SRUKF的协方差分析模型的计算速度要比基于EKF的协方差分析模型的大10%。

基于TH方程的椭圆轨道交会偏差分析

研究了考虑闭环控制偏差的椭圆轨道交会问题。基于推导的状态转移矩阵,采用线性协方差分析方法对交会椭圆轨道目标过程的导航偏差和控制偏差进行了分析,建立了闭环控制状态偏差和协方差的递推模型,给出了一种改善交会制导精度的修正算法。通过蒙特卡洛打靶仿真对线性协方差分析结果进行了验证,结果表明,本文所提出的偏差分析方法和修正算法精度较高,可用于椭圆轨道交会问题的研究。

不完备轨道信息下的LEO轨道面内机动检测方法

针对某些因轨道信息不完整而无法直接外推的LEO轨道飞行器的机动检测问题,提出了一种基于轨道摄动影响的面内机动检测方法。该方法将半长轴和偏心率作为检测量,通过分析大气阻力摄动和J2项摄动对LEO飞行器轨道的影响,从而确定目标飞行器的轨道参数允许边界值,再通过和实际轨道参数进行比较来判定被检测数据点参数是否超出正常范围。最后,采用这种方法对X-37B飞行器轨道数据进行了仿真验证,共检测出10个机动点,结果表明该方法可以较为准确地利用有限轨道信息检测目标的轨道机动情况。

空间交会对接任务仿真系统架构设计与实现

设计并实现一种多层次的仿真架构,以满足载人航天交会对接任务仿真系统构建需求。仿真架构由基于共享内存的多CPU多核仿真交互层、基于HLA的多计算机分布式仿真交互层和基于Socket的异构多系统仿真交互层组成,集成航天员、载人飞船、运载火箭、测控通信、空间实验室等系统的任务软件,实现对交会对接任务剖面的仿真计算。

基于单星观测的弹道导弹参数估计方法综述

基于单星预警的弹道导弹参数估计是弹道导弹攻防对抗中的一项关键技术。首先对问题进行了简单阐述,随后对单星观测导弹参数估计方法进行了系统的综述。根据整体研究情况将现有估计方法分成了2类:先验模板匹配建模和通用运动模型建模,随后又综述了2类方法各自的典型算法,对每种算法逻辑进行了概述,同时对其特点进行了分析。最后,分别对2类研究方法进行了总结,分析了各自可能的发展方向。

基于系统科学体系的水下攻防体系发展模式研究

总结了系统工程、体系工程与数字工程等系统科学体系的起源、发展以及相互关系,在分析国内外水下攻防体系发展情况的基础上,针对水下攻防体系在发展过程中面临的体系运行机理复杂与技术基础薄弱等主要问题,阐述了将系统科学体系相关理论运用于水下攻防体系建设发展的必要性,并分别从系统工程、体系工程与数字工程的角度提出了水下攻防体系的相关发展建议,对后续水下攻防体系的研究具有一定的军事意义和理论价值。

水下无人航行器探潜能力建模与仿真分析

水下无人航行器(UUV)是一种发展迅速的新型作战力量,将推动未来战争形态由信息化战争向智能化战争转变,成为海军作战力量体系中的重要组成部分。依据被动声呐方程,对潜艇与UUV的探测能力建模估算,得出UUV在与潜艇的对抗过程中,除了不能先发现安静型潜艇外,对其余类型潜艇均可以先敌发现。同时,对UUV规避潜艇开展运动建模,设计正交实验,对不同探测距离、不同UUV航速、不同转向时间、不同初始距离、不同潜艇航速和不同航行夹角下UUV与潜艇间相对距离随时间的变化情况进行了仿真计算。

基于有限状态机的UUV集群围捕策略研究

针对无人水下航行器(UUV)集群围捕策略问题,提出了一种基于有限状态机的UUV集群围捕策略。首先根据UUV的运动学模型建立了一种基于阿波罗尼斯圆的UUV集群围捕模型,针对UUV集群是否对目标UUV形成包围圈进行讨论,对目标的逃逸策略进行了设计。综合上述研究,提出了基于有限状态机的UUV集群围捕策略,根据目标UUV所处的状态,设计各围捕者的状态转移规则,并通过仿真验证了围捕策略的有效性。仿真结果表明,设计的UUV集群围捕策略可应用于无人水下航行器的围捕任务。

梯度强磁场条件下二元不互溶流体界面效应演化

我们通过对二元不互溶流体界面在三维正交梯度磁场下形变规律的力学解析,得到了两种流体界面高度变化的一般规律.在实验研究中,用已知磁化率和密度的标准液体苯分别与密度已知的实验液体,如氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液和氯化铜溶液组成二元不互溶流体体系,在相同的水平梯度磁场条件下研究了两种液体界面随液体磁化率不同而发生变化的规律.我们还研究了不同强度水平梯度磁场下苯与硫酸铜溶液分界面高度的变化规律.实验结果和理论分析基本一致.我们对增强摩西效应从力学角度做出了解释,同时对增强摩西效应的应用前景进行了展望,提出了一种基于增强摩西效应的磁化率测量新方法.