防空装备虚拟射击试验仿真航迹生成方法

地面防空装备虚拟射击试验是一种“虚飞实打”的靶场试验新模式,能够有效降低试验成本、缩短试验周期,同时为检验装备边界性能提供了新手段,虚拟靶机仿真航迹生成是其中的难题。提出并实现一种目标运动方程叠加雷达测量误差模型的仿真航迹生成方法,综合运用多元线性回归分析和最小二乘法构建雷达测量误差模型,解决基于历史试验数据计算相应状态下雷达测量误差的难题。最后,选取历史试验数据进行验证分析,建立相应的雷达测量误差模型,通过叠加单机复杂战术机动行为,得到仿真航迹数据。分析表明,按照该方法生成的航迹高低角、方位角测量值的均方根误差分别为0.110 mil、0.166 mil,距离测量值均方根误差为2.285 m,能够满足试验需求。

非理想条件下无人机导航欺骗策略研究

从理想条件下导航欺骗模型出发,在分析导航欺骗干扰各技术要点的基础上,建立导航欺骗控制闭环模型。提炼模型,系统地分析实际应用中影响欺骗效果的三类因素,即雷达探测误差、欺骗信号产生误差和飞控修正误差,并构建非理想条件下无人机导航欺骗策略模型。经仿真论证,该策略模型诱骗角度较大,欺骗效果切实有效,具有实际意义。进一步,探讨了虚假位置的相对距离对欺骗路径的影响,并给出更贴合欺骗规划路线的欺骗策略:在悬停模式下选取虚假位置距离为30~60 m时,在直线飞行模式下,虚假位置距离为10~60 m时,欺骗轨迹均与预期轨迹较为贴合。

基于ADS-B的航迹误差分布规律研究

通过研究航迹误差分布规律,制定合适的航路宽度标准是提高空域利用率的关键所在。基于ADS-B数据对航迹误差分布规律进行了研究。在对A593航路ADS-B数据进行解析的基础上,采用Q-Q(quantile-quantile)图和Jarque-Bera检验法对数据进行正态分布检验,进而运用基于参数估计的统计方法对航迹误差分布进行计算。结果表明,飞机实际位置点与航路中心线的偏差距离符合正态分布规律,为进一步研究基于ADS-B的飞行安全间隔提供了依据。

扩展卡尔曼滤波在无人机航迹控制系统中的应用研究

针对无人机航迹自动控制系统的精度问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波技术的改善无人机航迹自动控制系统的方法。对地面测量系统测得的数据进行扩展卡尔曼滤波处理可以减小因测距和测角误差对无人机航迹自动控制系统的影响,得到无人机状态的最佳估计。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波技术能够有效提高无人机航迹控制系统的控制精度。

一种基于超差信息的局部实时航迹规划方法

针对无人飞行器在飞行过程中当前的飞行状态相较于预定的状态发生超差,需对无人飞行器飞行航迹进行实时规划调整的问题,论文提出了一种基于超差信息的局部实时规划方法。该方法通过分析超差信息中飞行器飞行状态、飞行器与任务链的位置与方向关系等,给出了超差信息处理决策方法,并提出了结合有向圆的局部实时规划算法,使得规划算法能适应规划起始点与终止点复杂的位置关系和进入方向约束,并快速地找到合适的辅助导航区。实验证明:在超差发生时,该方法能很好地分析超差信息并快速规划出局部调整航迹。

基于GPS航迹的飞行误差分布规律研究

研究航迹误差分布规律,制定合适的飞行安全间隔标准是提高空域利用率的关键所在。本文针对CESSNA172机载GPS航迹数据对手动飞行条件下的航迹误差分布规律进行了研究。首先通过解析GPS航迹数据,利用Haversine公式对手动飞行条件下的航迹偏差进行统计分析;接下来采用quantile-quantile图检验法对航迹误差数据进行正态分布检验,根据Michael拟合优度检验方法给出正态分布的显著性水平;最后计算得到正态分布总体均值和标准差的置信区间。结果表明,训练飞机下降着陆阶段的实际位置点与跑道中心线的距离偏差符合正态分布规律,为训练飞行中空域规划及飞行安全间隔标准的制定提供了可靠理论依据。

基于非线性模型的大气层内拦截弹微分对策制导律

针对新型战术弹道导弹(TBM)和智能巡航导弹等具有高机动性的拦截目标,应用控制受限的非线性对策模型,提出非线性微分对策制导律,并分析了零脱靶量拦截所容许的初始航向误差。目标和拦截弹间的相对运动是非线性的,采用传统线性化模型建立的拦截制导律会因为线性化而带来误差。提出的制导律是在保持拦截弹和目标的非线性运动学关系的基础上,把拦截弹航向误差作为性能指标,基于反馈线性化的思想,应用最优控制理论建立的。应用该制导律研究了在迎击拦截、追击拦截和阻击拦截3种拦截方式下实现零脱靶量拦截的容许初始航向误差,分析结果表明减小相对运动速度、提高拦截弹的机动加速度可以增加容许的初始航向误差。同时,当拦截弹具有速度优势时,目标的初始前置角接近90°或采用追击拦截可以允许较大的初始航向误差。

基于气象无人机飞行角度的改进型测风模型

在气象无人机现用测风模型的基础上,重点研究了迎角和航迹倾斜角对测风精度的影响,建立了改进型测风模型。提出了迎角和航迹倾斜角的误差计算方法,并对其进行了仿真分析。结果表明:当迎角|α|≥0.5,°必须对迎角造成的误差进行修正;当航迹倾斜角δ≥2,°必须对航迹倾斜角造成的误差进行修正。