应用于运动平台光电跟瞄系统的惯性参考单元研究综述

目标的变化和任务的拓展对光电跟瞄系统提出了快速机动的要求,从地基平台到车载、船载、机载、星载等运动平台是光电跟瞄系统的重要发展趋势。基于惯性参考单元(Inertial Reference Unit,IRU)的视轴稳定方式是克服运动平台高频扰动,实现光电跟瞄系统微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。针对运动平台光电跟瞄系统精确指向对载体基座扰动抑制的需求,分析和对比了IRU的各种技术方案,特别介绍了利用低噪声、宽频带惯性传感器敏感角扰动,并通过反馈控制实现视轴惯性稳定的系统方案。从此类IRU系统的工作原理出发,阐述了系统的两种工作模式及功能特点,建立了系统数学模型。然后,介绍了IRU的国内外研究进展及发展方向,指出惯性传感、支承结构和控制系统是决定IRU稳定能力的关键因素,梳理了三项关键技术的研究动态。最后,总结了IRU的空间应用情况,并结合目前的应用需求对其未来应用领域进行了探讨。

基于雨胞分布的视距链路雨衰减预报模型

基于指数雨胞分布,推导得到路径调整因子,提出了一种新的视距链路雨衰减预报模型。利用ITU-R视距链路雨衰减数据库数据回归得到了预报模型中的参数。通过和ITU-R模型以及近几年发展的几种雨衰减模型比较表明,这一模型较其他模型具有更好的预测精度。

基于理想视线的弹道成型最优导引律

寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对运动方向和弹道过载的基础上,设计了一种弹道成型最优导引律。该导引律并不直接控制终端相对速度矢量,只在所设定的理想视线的垂直方向上进行控制,从而导引律形式更简单,扩展性更强。通过数字仿真表明,所设计的导引律能够较好地实现末端弹道成型要求,并且过载分配更为合理,可有效减小地面背景和地杂波干扰对导引头截获跟踪的影响。

Cooperative Sampling Path Planning of Underwater Glider Fleet with Simultaneous Launch and Recovery

As low-cost and highly autonomous ocean observation platforms,underwater gliders encounter risks during their launch and recovery,especially when coordinating multi-glider deployments.This work focuses on cooperative path planning of an underwater glider fleet with simultaneous launch and recovery to enhance the autonomy of sampling and reduce deployment risks.Specifically,the gliders collaborate to achieve sampling considering the specified routines of interest.The overall paths to be planned are divided into four rectangular parts with the same starting point,and each glider is assigned a local sampling route.A clipped-oriented line-of-sight algorithm is proposed to ensure the coverage of the desired edges.The pitch angle of the glider is selected as the optimizing parameter to coordinate the overall progress considering the susceptibility of gliders to currents and the randomness of paths produced by complex navigational strategies.Therefore,a multi-actuation deep-Q network algorithm is proposed to ensure simultaneous launch and recovery.Simulation results demonstrate the acceptable effectiveness of the proposed method.

基于Kalman-Chan算法的5G毫米波室内定位试验

卫星定位系统因其能够提供高精度、全天候的定位服务而深受人们的欢迎,但是在室内环境中,由于建筑物的遮挡,卫星定位系统无法在室内提供高精度定位服务。随着万物互联时代的到来,人们对室内定位技术展开了研究。近年来,室内定位技术层出不穷,例如蓝牙定位、UWB定位等。目前,随着5G技术的成熟以及5G基站的密集化部署,促进了基于5G技术的室内定位的发展。影响室内定位精度的难点之一就是非视距传播(NLOS)和多径效应引起的误差,而毫米波通信作为5G关键技术之一,因其具有高频带和高带宽的特性,有利于提高多径分辨率,可提高到达时间差(TDOA)测量的精度。为抑制NLOS和多径效应引起的误差,本文对基于5G室内定位的Kalman-Chan融合算法展开了研究,即先利用卡尔曼算法对观测量进行距离重构,再结合Chan算法对用户位置进行估算,经过大量试验验证证明,该融合算法可使二维平面上的定位精度达到0.31 m。

平台导引头隔离度特性研究

为了研究平台导引头在不同视线角速度提取方式下的隔离度特性,建立了基于惯性基准的典型平台导引头隔离度模型和隔离度寄生回路模型,分析了噪声对不同视线角速度提取的影响,推导出了干扰力矩下不同提取方式的隔离度传递函数,利用无量纲化方法和劳斯判据分析了隔离度寄生回路稳定性。研究表明:不同视线角速度提取点对不同噪声敏感度不同,制导系统参数、干扰力矩类型和视线角速度提取方式均会对隔离度寄生回路稳定性造成影响,在导引头不同主要干扰因素下选择合理的视线角速度提取方式有助于提高制导系统性能。

欠驱无人水面船有限时间自抗扰循迹控制方法

针对欠驱无人水面船在外界时变环境干扰和模型不确定影响下如何提高循迹控制性能的问题,提出了一种带漂角观测器的有限时间自抗扰循迹控制方法.首先,基于有限时间稳定性理论设计有限时间非线性干扰观测器,对时变大漂角进行在线估计,并结合视线法引导律(LOS),提出有限时间引导律(FLOS),提高引导系统的响应速度和鲁棒性,使得船舶快速收敛至期望路径,并稳定地沿着期望路径航行;然后,结合反步控制和二阶滑模控制进行有限时间控制器设计,将模型不确定性、时变环境干扰和虚拟控制量视为总扰动,对其进行观测并补偿,设计有限时间自抗扰控制器(FADRC),使纵向和艏向控制系统误差在有限时间内收敛至零附近;最后,通过仿真验证了提出方法的有效性.

一种多层次打击集群协同探测制导方法

多飞行器协同探测制导是提升集群作战效能的重要手段。为满足集群低成本探测制导需求,通过异构飞行器协同组网,构建“侦察-打击-评估”一体化作战集群。利用集群信息共享和功能互补进行战术协同,减少携带导引头的飞行器数量,适应多层次打击需求。由多枚探测飞行器进行长时滞空侦察和探测信息融合,为无导引头的攻击飞行器持续提供目标运动指示信息。为了提高目标运动估计精度,设计了一种基于虚拟目标点的互旋巡飞自适应轨迹规划优化方法,解决了目标运动和初始位置偏差带来的轨迹偏移和编队空间构型变化。在搭建的数值仿真模型中,验证了所提出的异构飞行器集群协同探测与制导方法的有效性。