基于RBF神经网络与SLAM的全捷联导引头定位研究

针对全捷联导引头探测器和IMU传递函数的需要进行相位匹配的问题,利用在线学习的RBF神经网络进行相位匹配算法设计,利用Z变换进行离散化处理;针对全捷联单模和多模导引头的相位匹配算法进行了设计与分析,并通过Matlab/Simulink联合仿真实验验证了算法的效果。同时,结合SLAM系统进行同时定位矫正,提升导弹的定位精度与全捷联导引头的导引准确度。

基于压缩感知的被动雷达导引头信源数估计方法

随着雷达反摧毁技术的发展,被动雷达导引头面临着在雷达和诱饵形成的不完全重合信号中进行超分辨测向的挑战,需要单快拍测向技术。现有测向技术大多假设信源数已知,而传统的信源数估计方法在单快拍时性能大幅下降甚至失效。为解决这一问题,提出了一种基于压缩感知的单快拍信源数估计方法。该方法首先将被动雷达导引头阵列测向模型稀疏表示,其次通过子空间算法和压缩感知算法相结合进行降阶和解相干处理,然后提出一种改进的正交匹配追踪算法,研究残差的变化规律,最后构造目标函数估计信源数。仿真实验表明,该方法在单快拍、阵元数少、信号相干的极端情况下估计成功率较高。

有源干扰条件下被动雷达导引头作战效能评估

被动雷达导引头作为反辐射导弹中的重要组成部分,在实际作战使用中具有至关重要的作用。针对被动雷达导引头实施的有源干扰主要可分为有源噪声干扰和有源诱偏干扰。本文介绍了上述两种干扰手段的原理、特点及相关技术,建立了有源干扰条件下被动雷达导引头作战效能评估指标体系,利用模糊综合评判法,进行了基于信息熵指标赋权的被动雷达导引头作战效能评估方法研究。

全捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路研究

针对全捷联相控阵雷达导引头的隔离度问题,分析了造成隔离度误差的主要原因,建立了隔离度寄生回路模型,通过量纲一化分析了隔离度寄生回路的稳定性和频率特性,利用伴随函数法研究了隔离度寄生回路对比例导引制导系统的影响.结果表明,导引头的不完全解耦和测角误差是产生隔离度问题的主要原因;相比负反馈,正反馈时寄生回路的稳定性对隔离度更敏感,临界失稳频率更接近控制系统频率;隔离度寄生回路将改变比例导引制导系统的性能参数,影响制导精度.

全捷联光学导引头视线角速率提取研究

随着全球军事的飞速发展,导弹在现代战争中的地位愈发重要。对导弹实现精确制导已成为当前急需解决的问题,光学导引头是实现精确制导的关键设备。传统的框架式光学导引头由于存在体积大、成本高、结构复杂等诸多缺点,便有了全捷联光学导引头的出现。全捷联光学导引头虽然能够有效解决上述问题,但其探测器与弹体固联,存在噪声较大、姿态耦合、相位匹配等问题,因此它对滤波/估计算法要求较高。对全捷联光学导引头的原理、组成应用背景进行了介绍分析、梳理和总结,对自适应无迹卡尔曼滤波器和无迹卡尔曼滤波器的估计效果进行了仿真,通过对比发现,自适应无迹卡尔曼滤波器精度更高。最后,对该领域未来的发展作出展望。

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability,CEP)可以达到10 m左右。

全捷联导引头隔离度对制导稳定性的影响

针对采用全捷联导引头的末制导问题,分析了产生隔离度的主要原因,建立了包含寄生回路的比例导引系统模型,基于时变系统的Lyapunov稳定性理论提出了制导系统的一致渐进稳定性,并利用无源性方法分析了制导系统的一致渐进稳定条件,研究了隔离度对比例导引制导稳定性的影响。结果表明,制导系统的一致渐进稳定条件比寄生回路更加严格,而不完全解耦后残余的隔离度具有不确定性,其正反馈更易导致比例导引系统提前失稳并造成较大脱靶量。

两点源干扰下被动雷达导引头测角性能分析

两点源干扰是干扰雷达导引头的重要手段。但在实际应用中 ,两点源的功率不可能完全相等 ,这就为被动雷达导引头对抗两点源干扰提供了契机。本文通过数学推导得出了 :在远场 ,当导引头无模糊测角范围满足一定要求 ,只要保证足够的数据积累点数 ,导引头进行数据积累取均值 ,其结果并不指向两源的“重心”或“质心”

全捷联导引头寄生回路影响与辨识校正

为研究隔离度寄生回路对全捷联导引头的影响,建立了全捷联制导模型,基于此模型通过无量纲变换获得了无量纲动力学模型,采用劳斯判据和系数冻结法研究了剩余飞行时间、制导参数、刻度尺偏差对制导稳定性的影响,利用伴随函数法研究了刻度尺偏差对脱靶量的影响。基于辨识理论提出了全捷联导引头刻度尺偏差的辨识方法。研究表明,刻度尺偏差会恶化全捷联制导系统稳定性,增加需用末导时间,利用辨识方法可准确辨识出导引头刻度尺偏差予以补偿。研究结论可为全捷联制导设计提供参考和帮助。

全捷联图像导引头制导的技术特点

分析了平台式导引头的技术特点与要求,对捷联式导引头视线角提取方法、刻度因数及精度测试方法、制导系统结构等进行了研究。首先,建立了全捷联光学导引头的数学模型,提出了视线角提取方法;接着,分析了全捷联导引头刻度因数的特性及其测试方法,并利用稳态卡尔曼滤波器对体视线角进行滤波;最后,利用"姿态+过载"驾驶仪,结合"近似积分比例导引"进行全捷联导引头的制导与控制系统仿真实验。测试与仿真实验显示:全捷联导引头视场角大于0.289°时的刻度因数误差小于7%,符合刻度因数理论计算结果;0.0056°的分辨率小于一个周期内的体视线角平均变化量0.011°,满足采样更新的要求,可实现末制导1m的打击精度。实验结果表明大面阵和高分辨率是全捷联图像导引头制导应用的重要手段。

相干源诱偏下比相被动雷达导引头测角性能分析

从比相单脉冲测向体制出发,推导出比相体制PRS跟踪相干两点源的数学模型,对两点源诱偏下被动雷达导引头的测角性能进行了分析,指出比相体制导引头无法分辨雷达和相干源诱饵,PRS将跟踪雷达和诱饵的合成相位中心,跟踪角度不固定且不断变化。仿真结果和实测数据均验证了结论的正确性。

被动雷达导引头对抗有源诱偏干扰技术

对反辐射导弹在有源诱偏下的失误距离进行了分析,讨论了减小失误距离的途径;针对反辐射导弹抗诱偏对导引头分辨角的需求,建立了基于均匀圆阵的二维DOA估计模型,讨论了角分辨算法在导引头中的具体应用;通过对不同信噪比和快拍数下导引头分辨概率的仿真,表明该算法能够满足分辨角的要求。

主动雷达导引头速度信息辅助捷联惯导的组合系统性能分析

主动雷达导引头 ( ARS)在飞行中段向地面开机 ,可利用多普勒效应得到沿导引头波束方向的速度测量值 ,具有辅助惯导的潜力。文中采用卡尔曼滤波算法 ,建立了导引头波束速度信息辅助惯导的模型。研究表明 ,利用该测速信息可辅助捷联惯性导航系统 ( SINS) ,构建主动雷达 /捷联惯导系统 ,在不增加导航设备的基础上 ,可提高纯惯导系统的精度。该系统能给出米级精度的速度信息 ,明显抑制了惯导位置误差的增长 。

被动雷达导引头旋转式相位干涉仪测向方法

研究了在超宽频段一种被动雷达导引头旋转式干涉仪无模糊测向方法。在2个相邻雷达脉冲到达时,干涉仪2次测量相位差变化不超过π的情况下,可用基于数字积分器解决测向模糊问题。而在干涉仪测量相位差变化超过π的情况下,基于相位连续特性,通过对数字积分器的结果作修正可实现无模糊测向。本文设计并实现了一种针对8 mm波段被动雷达导引头旋转式相位干涉仪测向系统,系统仿真和硬件测试结果证明了该算法的正确性和有效性。

捷联干涉仪体制被动导引头测角解模糊算法

首先阐述了捷联干涉仪体制被动导引头测角模糊现象出现的机理,并分别针对导引头处于目标截获和目标跟踪2种状态下鉴相模糊现象作了分析。在此基础上,提出了目标截获和目标跟踪2种状态下导引头测角解模糊算法,算法基于地面站实时给导弹粗装订的弹目相对方位角数据。最后,给出了目标截获时角度容限及目标跟踪时相位容限的确定方法。

被动雷达导引头数字信道化技术

为了提高被动雷达导引头系统灵敏度并且给信号分选处理机提供相位差信息,提出了一种采用相位干涉仪测向与数字信道化接收相结合的方法,在宽频带内实现多信号同时接收、数字鉴相和数字测频.针对被动雷达导引头对目标实时截获跟踪的要求,采用了一种高速高效信道化结构,在采用D个子带的条件下,可将被动导引头系统灵敏度提高10 logDdB.通过构建实际的数字信道化接收系统并进行测试,测频误差不超过1 MHz,动态范围可达到30 dB.

改进粒子滤波的全捷联导引头制导信息估计

针对全捷联导引头无法直接提取视线角速度等制导信息问题,研究了基于改进粒子滤波在制导信息估计中的应用。首先利用坐标变换关系推导了视线角速度解耦公式,并根据弹目相对运动关系建立了系统的状态方程和观测方程;然后考虑到系统测量噪声非高斯以及状态方程和观测方程非线性的特点,提出了基于分层采样的改进粒子滤波视线角速度估计方法;最后,建立了视线角速度估计的半实物仿真实验。结果表明:基于改进粒子滤波算法估计的视线角和角速率优于扩展卡尔曼滤波算法和标准粒子滤波方法,可为新型滑翔制导炸弹的研制提供一定的参考。

主/被动雷达导引头信息融合方法研究

针对导弹制导系统的特点要求,研究了基于Kalman滤波的信息融合算法并将其应用于主/被动雷达多模导引头系统中。研究了基于标量加权的分布式融合算法和基于增广测量方程的集中式融合算法并进行了数字仿真。研究结果表明信息融合算法能够提高多模导引头的测量精度,使融合精度受单一传感器影响更小,同制导律的闭合仿真也表明信息融合技术提高了制导精度,减小了脱靶量;分布式融合算法更方便实现时间校准从而便利于多模复合制导使用。此外,所研究的融合算法计算量小,易于工程应用。

被动雷达导引头4基线干涉仪测向解耦

无源测向技术是反辐射导弹关键技术之一,为解决导引设备复杂和反辐射导弹空间有限的矛盾,将一种4基线天线组合的单脉冲体制导引头干涉仪无源测向系统用于反辐射导弹导引装置中。研究了如何使4基线天线交叉安装组合方式得到更高的导弹导引头测角精度和测角范围。针对反辐射导弹"Ⅹ"字形舵面控制角度与导弹头角度测量系统的不一致性,通过对目标测向模型进行改进,研究了在干涉仪测量坐标系和弹体控制坐标系之间,目标方位角度、俯仰角度的解耦关系;进而为控制导弹"Ⅹ"字形舵面提供了依据。

主被动雷达导引头数据融合目标跟踪算法

在主被动雷达导引头目标跟踪过程中,为了有效融合主被动雷达导引头探测的信息进行精确跟踪,文中提出了用BP神经网络将主被动雷达导引头探测的信息进行分类,并通过模糊系统根据目标的机动大小调节神经网络的学习速率以及根据目标距离的远近调节融合中心的权值。通过仿真试验表明,与传统的目标跟踪方法相比较,具有更好的跟踪效果,证明了该方法是可行的。