基于L1导航算法的无人机空中拦截系统研究与实现

针对低空无人机安全问题,设计了一套基于L1导航算法的无人机空中拦截系统。系统由拦截机本体、运行L1导航算法的飞行处理器、具有拦截功能的飞行控制器以及可视化地面站软件组成。系统在得到空中目标机的三维位置信息后,由L1导航算法指定拦截机引导策略,拦截机则在机载飞行控制器的控制下飞行至目标位置,实现对空中目标机的伴飞与拦截,目标机与拦截机的实时位置信息以及拦截效果可通过可视化地面站软件进行实时显示。利用Matlab对该系统所设计的拦截策略进行了仿真验证,并在此基础上,利用多无人机试验平台进行了室外飞行试验验证,飞行试验结果验证了系统的有效性。

基于OpenGL的飞行器超低空追击/拦截三维可视化仿真系统

研究了一种基于OpenGL实现飞行器超低空追击/拦截三维可视化仿真系统的方法。首先利用3DSMAX软件构建大翼展无人机、武装直升机及机场的三维模型,并将其转换成OpenGL程序,从而降低了直接利用OpenGL构建复杂模型的难度,减小了建模的工作量。在实现三维动画驱动的同时还可进行人机交互控制,然后利用OpenGL建立飞行场景的三维模型,最终以三维动画仿真的方式从各个不同的角度来实现飞行器起飞、超低空追击/拦截、向敌机发射导弹和返航着陆的三维视景。结果表明,该三维仿真系统符合仿真系统三维化的发展趋势和虚拟现实的要求,具有较高的应用价值。

考虑布儒斯特角约束的超低空机动目标拦截

为了提高防空导弹雷达导引头对超低空目标的探测跟踪精度,建立了超低空拦截模型;基于变结构原理,设计了一种自适应变结构末制导律,并对该制导律进行了仿真验证。结果表明,该制导律可将弹目视线角约束在布儒斯特角附近,同时将视线角速率收敛至0,使多径干扰降到最小。针对超低空目标机动加速度受多径效应影响而难以准确测量和估计的问题,采用小角度线性化的方法对所设计的制导律进行改进。仿真结果表明,改进后的制导律具有理想的超低空拦截性能,且其在工程实践上更具有可行性。

高炮电视跟踪系统对超低空目标截获概率仿真实验研究

针对高炮电视跟踪系统目前无法通过实装试验方式对超低空目标截获概率进行考核的问题,分析了影响截获概率的因素,如地面图像和目标同时处于光电系统视场中对光电系统图像处理的影响,通过搭建软件和硬件环境,建立了一种基于三维虚拟试验场的仿真试验方法。构建了典型的测试用例,利用仿真系统采集视频,将图像输入到视频跟踪器中进行处理,通过对输出数据进行处理,可定性或定量判定是否可以截获目标。该方法应用于某型轮式弹炮结合防空武器系统试验,验证了该方法的有效性。

采用捷联寻的和直接力控制的制导技术研究

以超低空拦截导弹为背景,提出了一种捷联寻的直接力控制的制导控制系统设计方法。根据直接力控制的导弹动力学特征,给出了导弹弹道倾角的实时估算方法,实现了捷联寻的拦截导弹的积分式比例导引。为达到精确控制的目的,基于冲量相等原则,提出了脉冲发动机的点火个数及点火角度的计算方法。仿真结果表明:提出的捷联寻的直接力控制的超低空拦截导弹的制导控制系统设计方法是正确可行的,系统控制精度较高,满足了武器系统反应快、成本低、精度高的要求。

高速集束弹丸对超低空目标的作战效能分析

为了应对以巡航导弹为主的超低空突防目标对重要军事目标的威胁，发展特定的“超近程拦截”技术是目前国内外在防御系统领域重点关注的方向之一。分析超近程拦截系统的作战效能在武器系统论证、设计、研制、试验乃至应用中具有重要的指导意义。本文从坐标系转化和误差分析出发，建立了以集束爆炸成型弹丸火力为代表的超近程拦截系统对空中目标命中概率数学模型，建立了单个EFP和集束EFP对目标的命中概率物理模型；计算了不同作战距离、目标在不同速度以及多个火力单元组合拦截下的命中概率，得出了在超低空近区拦截条件下尽可能缩短拦截距离对提高命中概率有极其明显的效果等结论。