导弹制导飞行坐标系与载机惯导测量坐标系转换关系研究

为实现先进的复合制导、主动雷达型空对空导弹弹上捷联惯导在发射前的动基座对准和导弹发射后的制导飞行，要求建立一个导弹惯性坐标系；但载机的运动参数是由载机的惯导系统测量的，惯导系统的测量坐标系与导弹惯性坐标系是不相同的，因此运动参数要进行坐标系的转换。本文对这两者之间的转换关系作出了详尽的研究。     

运动单站无源定位中的坐标转换矩阵的分析

运动单站测角、角变化率无源定位中，观测方程和状态方程建立在不同坐标系中。本文引入一个坐标转换矩阵把状态向量在两个坐标系中的坐标联系起来，推导了坐标转换矩阵，计算出由平台姿态误差带来的坐标转换矩阵误差，并应用到跟踪滤波方程中，最后给出计算机仿真结果。     

基于无人机惯性导航系统轨迹发生器的设计与仿真

针对无人机捷联惯性导航系统飞行参数的采集问题,对一种基于捷联惯性导航系统的运动轨迹发生器模型设计进行了简要介绍。基于坐标系的定义,推导出坐标转换关系矩阵,进而完成无人机机动飞行过程的设定和轨迹参数的获取,对设计的轨迹发生器进行了仿真实验。通过仿真实验表明,此方法能够准确地模拟出给定的无人机飞行过程,为导航系统方案设计提供了依据。     

转换测量卡尔曼滤波算法在导弹起爆控制技术中的应用研究

利用导引头测量信息构建最佳起爆控制算法以实现最佳起爆是导弹战斗部起爆控制技术的一个重要方向.最佳起爆算法包括剩余飞行时间、脱靶量及脱靶方位的估计.为提高估计精度和满足实际应用要求,对导引头测量信息进行滤波至关重要.该文研究了转换测量卡尔曼滤波算法在起爆控制参数估计中的应用,该算法将球坐标系中导弹导引头的测量信息转换到直角坐标系下进行滤波,同时消除了由于坐标转换而引起的偏差.仿真结果表明,该算法的应用有效地提高了起爆控制参数的估计精度.     

视觉引导激光跟踪测量系统的Cayley变换校准方法

对于一台激光跟踪仪对多个测量点进行测量的问题,提出了一种视觉引导激光跟踪测量方法。摄像机固定于激光跟踪仪顶部,随之旋转对测量范围内激光跟踪仪反射器进行定位,引导激光跟踪仪激光投射到反射器上。标定摄像机与激光跟踪仪相对姿态,用平面圆孔靶标。激光跟踪仪和摄像机同时测量圆孔靶标,将两个坐标系下对应三维点数组进行均值化处理,变为两个坐标系下对应的向量组,向量组之间的转换关系,即激光跟踪仪与摄像机之间的旋转矩阵。再根据两坐标系下对应的任一点的三维坐标,求解两坐标系的平移矢量。此标定算法把对两个坐标系之间的旋转矩阵的求解,通过Cayley变换,转换为对与转换矩阵相对应的三维向量的求解,求解过程简单稳定。实验结果表明,靶标摆放50次,测量误差小于1 mm。把校准结果应用到实际测量中,激光跟踪仪可快速准确地将激光束投射到反射球中。此方法操作简单,稳定性强,具有很高的实用价值。     

反辐射导弹诱偏性能分析

对两点源诱偏反辐射导弹的效果进行了研究.推导了两点源作用下的合成电磁场模型,在地面雷达站球面坐标系下建立了合成场等相面梯度矢量方程;利用直角坐标系与球面坐标系的转换关系及弹体坐标系与地面雷达系的转换关系,建立了反辐射导弹导引信号的模型.通过仿真得出两点源诱偏成功与两点源间距之间的关系曲线,给出了两点源的最优配置.     

外部测量装置的捷联惯导对准方法

在室内组合定位系统中,不同子系统之间相互姿态关系的确定是通过对准过程实现的。使用惯性器件进行组合定位,通常航姿参考系统AHRS是以地理坐标系(E-N-U)作为导航坐标系。然而,在室内导航任务中,导航坐标系一般根据用户需求建立在厂内标志点或工装坐标系等自定义位置。针对这一问题,提出一种将地理坐标系与自定义坐标系相互转换的新方法,通过激光跟踪仪建立的外部基准,提出了基于方向余弦矩阵的标定算法,实现了地理坐标系与外部参考坐标系之间的相互转换。实验结果表明:AHRS任意位姿下的转换姿态角度均方根误差小于0.25。     

基于三维仿真平台的二维跟踪算法性能检测

对于现阶段昂贵武器不能重复外场实验进而影响光电跟踪经纬仪跟踪算法性能检测的问题,采用了一个模拟真实导弹飞行的三维仿真虚拟平台,通过改变参数模拟真实导弹飞行姿态等改变。主要利用坐标系转换和旋转映射技术解决了在三维仿真平台上检测二维跟踪算法性能的问题。两组实验结果表明:旋转映射技术在检测重心算法跟相关算法时稳定跟踪时平均帧频达到85 帧/s,并且比直接映射技术更节省计算时间,因此,已成功将二维跟踪算法应用于三维仿真平台,并可将该平台作为一个基准检测不同二维跟踪算法的性能。     

靶船航向姿态、授时与定位设计与实现

靶船航向姿态测量与授时、定位是某系统的主要组成部分之一,属于靶载设备。此部分主要用于测量导弹靶试过程中弹靶交会阶段靶船的姿态、航向,并采用GPS授时与定位,将测量结果转换到大地坐标系和发射坐标系,同时保证测量结果与靶场时间一致,以此对导弹的命中精度进行评定。论文主要讨论系统靶船航向姿态测量与授时、定位的设计与实现。     

矩阵式变换器在变速恒频风电系统中的应用

本文首先对9开关矩阵变换器的工作原理以及控制方法进行分析,然后建立了矩阵变换器在d-q坐标系下的数学模型和矩阵式变换器实现变速恒频风力发电功率转换控制结构,并对矩阵式变换器实现变速恒频风电功率转换控制结构进行仿真,结果表明矩阵式变换器应用于变速恒频风力发电系统实现功率转换是可行的。     

基于改进模糊PID的导弹飞行轨迹误差修正反馈控制

导弹飞行中在受到外部干扰磁场和反导技术作用下,容易出现飞行轨迹误差,需要进行误差修正.提出一种基于改进模糊PID的导弹飞行轨迹误差修正反馈控制算法,进行导弹飞行轨迹误差修正的控制约束参量分析和被控对象模型构建,构建导弹在俯仰、偏航和回旋三个纵向运动通道的弹道方程,进行弹道飞行动力学分析.采用三层前向神经元网络结构进行飞行轨迹的姿态信息融合,采用Kalman滤波方法进行飞行状态变量和轨迹误差协方差估计,结合模糊PID控制方法实现导弹自适应反馈控制.仿真结果表明,采用该方法进行导弹飞行轨迹误差修正和反馈控制,导弹的定姿精度较高,从而提高了导弹的反导和突防能力.     

关于散射变换的特征问题

本文从线性变换的角度出发,讨论了散射变换及其相关的散射矩阵.在不同坐标系下,给出了散射矩阵的各种表达形式及其转换关系.在此基础上指出了Sinclair双站散射矩阵是散射变换在两个不同坐标系下交叉构成的,是散射变换的非自同态矩阵,它不能直接确定散射变换的特征多项式.文中同时指出了由Sinclair散射矩阵还原目标散射矩阵,从而获得特征多项式的逆变换过程.     

卡塞格伦天线系统中天线座坐标系与目标波束坐标系的关系

介绍了《数字式天线定位系统与方法》一文中所讲的飞机坐标系(雷达波束坐标系)与目标波束坐标系之间相互关系的变换矩阵T的推导方法。馈源发射的雷达波束坐标系经平板反射天线(卡塞格伦天线)反射后成为一个新的目标波束坐标系。当采用坐标旋转方法来推导上述二者关系时，反射板在对雷达波束坐标系的反射过程中，使坐标系发生一个旋转效应——旋转角β。求解旋转角β，最终得到飞机坐标系(雷达波束坐标系)、反射板坐标系与目标波束坐标系这三者的关系式——T矩阵的表达式。     

基于有限状态机理论的电视指令制导导弹攻击过程研究

建立了电磁干扰条件下电视指令制导导弹攻击过程中的机弹数据链模型,分析了电磁干扰对导弹攻击过程的主要影响因素,而后基于有限状态机理论,建立了导弹攻击模态转换模型,并引入了状态转换因子以将导弹攻击目标过程中的各种状态联系起来,通过仿真研究了电磁干扰各参数对机弹数据链和导弹攻击过程的影响.     

弹载侧视合成孔径雷达信号分析及成像研究

本文探讨了装载在导弹上的侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中回波信号的特性和成像处理问题.根据导弹在要求合成孔径雷达成像期间内的飞行特点,建立了SAR工作的空间几何模型和目标距离表达式,分析了目标距离的时间变化特性和工作过程中多普勒参数的变化.由于要求成像的过程中,导弹的高度在不断减小,多普勒参数变化大,不能用同一参数对整个成像过程进行处理.分析和仿真表明,通过采用子孔径处理,能够得到聚焦的子孔径图像.     

舰载雷达侦察系统坐标系转换方法

介绍了舰载雷达侦察系统常用坐标系转换方法,包括舰船地理坐标系到舰船甲板坐标系的变换及逆变换、舰船甲板坐标系到阵面坐标系的变换及逆变换,给出了具体的推导过程及坐标系相互转换的公式,结合坐标系转换的理论方法,阐述了舰载雷达侦察系统坐标系转换的应用实例.     

调制盘系统的数字模拟

本文叙述了对模拟导弹制导系统有实际应用的调制盘系统模拟的各种方法。采用一般图象处理设备,使调制盘图案以及被接收的图象数字化。将调制盘和图象的样例变换成极坐标系,然后将数据变换成矢量串。用矢量串建立起一个圆矩阵。就可以用调制盘矢量串和图象矢量串的圆卷积来描述周期性的系统信号。用离散的付里叶矩阵的方法将二次圆矩阵换成焦尔敦公式,简化了所需的计算量。这在数字模拟方面是个大优点。对这种线性离散系统近似而言,可以判断出在Z域中的传递函数。这种方法能更好地了解控制系统的全部性能。分析还表明调制盘的局限性,作为导弹制导应用,这种技术在走下坡路。     

飞行航迹产生软件仿真算法及应用

在对飞机飞行航迹的仿真算法描述过程中，通过对各坐标系的定义及它们之间关系的分析，给出了各导航参数的求解方法，并与实际捷联惯导系统工作过程相比较，提出了模拟惯性仪表的思路。     

预警卫星对弹道导弹关机点战术参数的估计

为了对弹道导弹关机点战术参数进行准确估计,需要根据预警卫星的探测信息对导弹进行定位。基于双星定位原理及导弹弹道特性,给出了从测量坐标系到地球固定坐标系的转换模型,双星定位模型,关机点时刻、关机点位置以及关机点速度估计模型,并利用仿真工具STK,结合美国新一代导弹预警卫星系统———空间跟踪与监视系统(STSS),对关机点战术参数的估计进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性,并说明STSS与传统预警卫星相比,具有更好的探测预警能力。     

RLG INS/GNSS极区组合导航方法

针对航空飞行器跨极区飞行,导航坐标系转换导致滤波器结构变化,进而影响导航精度的问题,提出了基于协方差变换的环形激光陀螺惯导/全球导航卫星系统算法(Ring Laser Gyroscope Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite System,RLG INS/GNSS).通过建立地理坐标系、格网坐标系下系统误差状态及其协方差的转换关系,设计了具有全纬度适用性的组合导航滤波器,并通过跑车实验以及半实物仿真实验对算法的有效性进行了验证.实验结果表明,协方差变换算法可以有效解决导航坐标系转换导致的滤波不稳定问题,相较于无协方差变换,系统状态误差减小一个数量级.