轻量化弹道解算系统火控修正和瞄准线滤波预测

为快速提高轻武器操作人员射击精度、缩短瞄准时间,设计一种超轻型、多种轻武器复用的弹道解算系统,并创新了火控修正方法。建立人体据枪-瞄准-击发过程模型,规划火控诸元解算、实时环境感知、多轻武器复用、交互和数据管理等基本模块,提出可快速、实时解算,基于国产化硬件平台的火控修正软件架构,通过系统综合设计,实现总重量394 g情况下的有效工作。针对显示滞后、击发装置延迟和传感器噪声等问题,结合人体卧姿射击运动特征提出一种瞄准线非线性扩展卡尔曼滤波预测方法,其误差补偿效果相比于匀加速预测补偿方法要好53.1%。为验证系统整体有效性,搭建600 m外场射击实验进行初学者分组对比测试。研究结果表明,该系统经短暂培训后可使新手迅速掌握白光瞄具射击要领,瞄准偏差方位方向为1.15 mm、俯仰方向为0.9 mm,可降低轻武器射击对个人经验依赖,提高射手的远距离射击能力。

三维变分数值气象预报在弹道解算中应用研究

利用数值天气预报快速获取高空气象参数是当前战时远程火炮射击诸元解算重点研究内容之一,但是数值天气预报初始场误差大,直接影响了气象参数预报精度。采用三维变分同化法,同化NCEP ADP全球高空观测天气数据,结合背景场气象资料使用WRF进行气象预报,并对其应用于有风状态下的6自由度弹道的解算效果进行了分析。结果表明:同化试验对风速预报改善作用显著,应用循环同化后的预报结果较未同化数值预报结果,可使弹道计算射程X方向射程的预测相对误差减小了约0.14%;Z方向侧偏的预测相对误差减小了约3.89%。

高速旋转炮弹宽海拔弹道解算方法

为彻底改进传统以实弹射击试验为主研制射表的方法,创建了适应宽海拔高速旋转弹弹道解算新方法。建立弹丸非线性姿态运动数学模型,用于计算起始扰动对平均弹道影响;建立弹丸阻力系数随海拔高度变化模型、弹道符合系数与射角关系模型,用于计算高原空气阻力随海拔非线性变化对高原弹道的影响;提出高原和平原射表交接阶梯抑制方法,减小平原射表和高原射表在衔接高度段的原理误差。研究结果表明,新型弹道解算方法和用该方法设计的高原射表经某自行高炮试验证明,具有较高的精度,适用于在0~4500 m宽海拔范围作战使用。

基于大口径火炮的实时弹道解算方法研究

基于大口径火炮,对火控系统中射击诸元解算方法做了简要的介绍。通过对现行基于二分法的弹道解算方法的详细分析,得出了几点重要启示。对求解射击诸元的弹道解算方法进行了有针对性的改进,探索出了基于落点诸元信息的弹道解算方法。以Matlab数值仿真软件为平台,对基于落点诸元信息的新解算方法进行了仿真验证,并与现行基于二分法的仿真结果进行对比分析。分析结果表明,基于落点诸元信息的实时弹道解算新方法在初始射角估计、弹道迭代次数方面有了很大的改进,从而大大缩短了大口径火炮射击诸元解算时间。对实现射击诸元实时解算有重要参考价值。

基于二分法的弹道解算决定火炮射击诸元

系统分析了决定火炮射击诸元的方法,提出了一种基于二分法求根思想的解外弹道方程组决定火炮射击诸元的算法,对这种方法的计算步骤进行了具体分析,并应用实例进行验证计算,计算结果表明该方法计算方便、步骤简单、使用广泛、精度高。

基于MSP430单片机的弹道解算方法研究与实现

为满足弹道修正引信技术对弹道载弹道解算的低成本、小体积、高性能要求,验证一种小型微控制器作为弹道解算控制器的可行性.在研究弹丸质点弹道模型及其数值解法的基础上,设计基于MSP430单片机的弹道解算器硬件和软件并进行了调试.通过半实物仿真实验对其弹道解算精度和实时性进行验证.结果表明,设计的弹道解算控制器在精度和实时性方面满足弹道修正引信需求.

基于DSP的弹道解算器设计与评估

根据一维弹道修正引信对弹道解算模块的要求及一维弹道修正引信弹道辨识算法,设计了基于DSP的弹道解算器硬件和软件。对弹道解算器的性能进行了评估,证明DSP用于一维弹道修正引信弹道解算可行。

局域跟踪的测速雷达网量测融合弹道解算

组网测速雷达覆盖地域较广,火箭飞行初始段,只有局域雷达网捕获目标,没有足够速度量测,无法独立解算弹道.本文利用测速雷达精度较低的角度量测,以交会方法先获得初步的目标位置估计作为伪定位量测,利用无迹卡尔曼滤波(UKF)将其与高精度速度量测融合对弹道进行估计.蒙特卡罗仿真表明,该方法可以弥补角度量测的精度,获得满足精度要求的弹道估计.

RBF网络用于战车火控系统弹道解算的方法

弹道解算问题对战车火控系统的性能有着直接的影响。传统的弹道解算方法在精度和实时性方面都存在一定的局限性。为了提高解算精度、战车首发命中率和解算的实时性,基于RBF网络的函数逼近及预测能力,将RBF网络用于弹道解算,对传统算法进行优化,得到了新的弹道解算方法。最后对所提方法进行了仿真,发现新方法在解算精度没有降低的条件下,大大提高了弹道解算的实时性。

基于DSP的射程修正引信弹道解算器设计及性能分析

远程榴弹射程修正引信系统实现的关键是弹道解算器设计.弹道解算器要求能够实时辨识弹道、对信号实时处理、实时解算弹道并实时输出控制信号.设计了以TMS320VC33浮点DSP为核心的弹道解算器,并且进行了解算精度分析,结果表明,它具有数据实时处理能力强、功耗低等特点,其解算精度能满足工程要求.

改进的被动段弹道解算平根数算法

根据被动弹道的特点,提出了一种适合于被动段弹道快速计算的改进平根数方法。根据自由段和再入段力学特点,阐述了改进算法的基本思路,使用神经网络求取再入阻力对轨道根数的影响,推导了改进方法的计算公式,给出了方法的计算步骤。从仿真计算结果可知,提出的算法具有速度快、精度高等特点。

弹道解算中网格化气象数据的计算机通报研究

针对传统气象保障耗时长、操作复杂,且无法反映气象条件随水平位置的变化,造成较大误差的问题,提出了一种利用网格化气象数据编制计算机通报以保障弹道解算的方法;通过推导弹丸飞行中飞行高度和水平距离公式,得到计算机通报中各层规定高度与弹丸飞行距离的对应关系,根据该关系提取对应位置的气象数据,以反映气象条件随弹道区域的空间变化,并编制成计算机通报。根据射击点处探空气球测得的气象数据和网格化计算机通报在不同射角下进行弹道仿真,在35°射角时,射程变化了150m,侧偏变化了28.8m,在50°射角时,射程变化了130m,侧偏变化了21.7m。仿真结果表明网格化气象数据具有较高的精度,为以后利用多组气象数据提供了参考。

拦截低慢小弹道解算方法研究与实现

为满足单兵拦截低空慢速小型无人飞行器实战中对弹道解算器的低成本、小体积、高精度的要求,设计了一种在STM32硬件平台上实现的手持弹道解算器。通过研究弹丸质心运动模型及其数值解法,提出并设计了基于STM32F407平台的提前命中目标位置的精确弹道解算方法,并完成软硬件调试。实验结果表明,设计的手持弹道解算器在精度和实时性方面能够满足单兵拦截低慢小目标作战需求。

基于FPGA的高速并行弹道解算技术

针对传统弹道解算微分方程的复杂性以及解算时间较长的特点,在FPGA并行结构的基础上,提出了速度更快的高速并行弹道解算技术。在保证一定精度的条件下对弹道微分方程高速求解,满足弹道解算的大数据量处理要求和实时性要求,具有一定的实用价值。

火控系统弹道解算软件的测试方法

对火控系统弹道解算软件的测试特点、难点和侧重点进行了深入的分析,在分析的基础上给出针对该类型软件的一种测试方法,该方法以一个独立函数或者一条函数基本调用路径为基本功能模块来进行测试.文中给出了该方法的具体算法,并详细分析了该测试方法的有效性和相对充分性,最后通过试验对此方法进行了验证.

激光制导炸弹的弹道解算与仿真

介绍了激光制导炸弹的组成、工作原理以及弹道方程的求解,并在给出初始条件下,对传统方式求解和柱坐标方式求解结果进行比较,给出了最理想的求解办法.同时根据实际情况对激光制导炸弹在不同条件下的投放进行了仿真.

弹道解算中多层精密气象简化算法

为提高简易法在弹道解算中的适用性和精确性,对气象通报和气象诸元进行研究;提出了一种气象通报多层精密气象的连续函数简化方法,并与权层离散简化方法进行了比较;以某型榴弹炮解算数据为实例,验证了该方法的精确性和有效性。

基于MSP430单片机的弹道解算方法研究与实现

本文利用计算机软件设立了弹道模型,并且通过模型的建立研究分析了弹道解算的方法,并且对基于MSP430单片机的弹道解算在计算机的硬件和软件上都做出了相关调试工作,通过计算机与实物资料的结合验证,不论是在精度或者在实时性上,通过计算机设计出的弹道解算控制器均能满足其修正引信的要求。

拓展高原环境的航空炸弹弹道快速解算方法

为快速、精确地求解高原环境下的航空炸弹弹道,在经典弹道模型的基础上,面向高原环境提出一种基于改进Runge-Kutta的航空无控炸弹弹道解算(improved Runge-Kutta based uncontrolled bombs trajectory calculation,IRK-UBTC)方法。首先,针对炸弹下落过程中时刻变化的环境参数,提出了基于起飞点的空气比重函数估算方法。然后,引入战斗机所处环境的温度、湿度、纬度、科尔奥利力等信息对经典炸弹质心运动微分方程组进行重构。最后,在三阶Runge-Kutta算法的基础上,提出了带误差控制机制的微分方程组实时解算方法。实验结果表明,该方法在1.4 GHz主频的嵌入式计算机中的解算周期小于5 ms,且最大射程误差小于0.2%,能够被有效应用于高原地区航弹弹道的实时解算。

狙击中的“精打细算”--军警狙击中的数据测量与弹道解算设备

与其他岗位射手不同,军警狙击手在射击时必须做到“细算精打”。其中“细算”指根据所用枪、弹、镜等装备的参数、任务地域的环境参数以及目标参数准确地算出修正量;“精打”指准确调整狙击武器系统到预定修正量而后精准射击。可以说“细算精打”是狙击的精髓所在,需要狙击小组成员与测量设备之间反复磨合,达到“人机合一”的境界。