激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究

激光制导武器半实物仿真中通过对激光能量精确控制,来逼真模拟战场环境下激光导引头接收到的激光能量。需要对激光能量模拟误差进行分析研究,以保证半实物仿真的可信度。重点分析了半实物仿真中激光信号传输的全过程,给出了激光信号传输各环节引起的能量控制不确定度;提出了激光能量密度模拟误差模型和误差分析方法,举例说明了该误差分析方法的具体应用,并设计实验验证了模型准确性。根据误差分析模型,可有效评估激光能量密度模拟误差,优化仿真想定设计,保证半实物仿真结果精度。     

激光制导武器能量仿真系统设计

为了实现对激光制导武器半实物仿真系统中能量的精确控制,采用理论分析和工程实践相结合的方法,设计了能量仿真系统,对能量衰减模型及系统设计方案进行了研究,对其中激光生成子系统和能量衰减子系统进行了优化设计,并利用E1000激光能量计对设计的系统进行了标定。结果表明,该系统在不同频率下生成的能量稳定在40mJ左右,可变衰减比范围优于47dB。该系统的实时性和精度均满足半实物仿真中激光能量模拟的要求,且稳定可靠。     

激光制导弹药半实物仿真目标模拟技术

对激光半主动制导武器半实物仿真系统中的激光目标模拟技术进行了研究。提出了激光制导弹药半实物仿真对目标模拟的技术要求。根据该要求,设计了激光目标模拟器及其分系统方案。该目标模拟器可实现激光光斑能量、尺寸以及弹目视线相对运动特性的模拟。     

激光制导半实物仿真中弱激光能量测试和控制

介绍了激光制导半实物(HWIL)仿真中1 064 nm激光散射微弱能量的测量方法,设计并构建了激光散射弱能量测量系统.结合室内大气路径气溶胶Mie散射理论进行激光散射微弱能量预测模型分析,利用测量系统进行了实地验证,预测模型结果与实际测量结果符合较好,该系统可以满足实验室激光大气传输弱激光能量测量要求.分析了影响实际仿真结果的主要因素,指出在仿真测试过程中应根据测试需求和测试手段采取合理的空间布局和必要的干扰能量控制措施以减小额外干扰能量对仿真结果的影响.     

激光半主动半实物仿真导引头光学系统的设计

半实物仿真导引头光学系统性能的好坏是影响仿真实验效果的关键。介绍了激光半主动导引头及其光学系统的结构、特点。详细分析了光学系统的能量接收灵敏阈值、瞬时视场、动态视场等参数。根据光学系统设计的一般原则和半实物仿真导引头对光学系统的特殊要求,基于实际导引头光学系统的技术参数要求,利用ZEMAX优化设计出了具有较高成像质量的激光半主动寻的制导的半实物仿真导引头的光学系统。实验结果表明,该系统满足各项参量要求,具有较高成像质量,为相关光学系统的分析和设计提供了参考依据。     

激光制导武器干扰半实物仿真系统激光光斑研究

激光光斑是激光制导武器干扰半实物仿真系统中目标特性模拟的重要组成部分。介绍了半实物仿真系统组成和激光导引头工作原理;研究了基于相似性原理采用等比例缩放的光斑模拟方案;利用Light Tools建立了导引头光学系统模型,计算了不同制导时刻内外场光斑在探测器光敏面上的光斑尺寸;基于激光制导武器干扰半实物仿真系统实际需求,提出了光斑模拟优化方案。研究发现,半实物仿真条件下,导引头光敏面上形成的光斑比外场条件下要大,并且变化规律也不一致;随着距离目标越来越近,漫反射屏上光斑越来越大,导致导引头光敏面上光斑也越来越大。研究结果有助于提高光斑模拟精度和激光制导武器干扰半实物仿真系统可信度。     

激光角度欺骗干扰半实物仿真态势构设研究

从激光告警与激光导引头工作原理出发,对影响激光角度欺骗干扰半实物仿真的因素进行了分析,分别对典型条件下的攻击方态势和防御方态势进行了构设,对关键参数进行了仿真分析;根据构设原则,提出了配置与联通关系。     

透射式激光目标半实物仿真系统研究

根据激光半主动制导武器的制导原理,分析了半实物仿真性能测试中影响仿真置信度的重要参量,设计了基于透射式结构的激光目标模拟仿真系统,该系统可实现:光斑大小变化范围0.1～20 mm,抖动范围±9 mm,能量变化范围大于50 dB的模拟,并结合研制需求搭建了演示实验装置。结果表明:透射式结构的采用,有效增大了激光目标的模拟范围,同时有利于激光目标特性的模拟。     

1.064μm激光制导半实物仿真大气衰减模型研究

在激光制导武器半实物仿真系统中,激光大气传输衰减模型的精度直接决定着整个系统的仿真精度。为给出一种满足工程应用且较简单的、可用于1.064μm激光制导武器半实物仿真的大气衰减模型,基于战场背景环境,综合考虑大气组分的吸收和散射效应,依据天气状况将气溶胶对激光的影响分解为气溶胶(无云无雾情况下)、云、雾、雨、雪和战场烟剂6部分。应用大气对激光辐射的衰减规律,结合一些经验公式,建立了各部分的大气衰减模型。最后利用所建大气衰减模型,计算了几种典型天气条件下大气对激光传输产生的衰减,并与LOWTRAN7计算结果进行了比较和分析,结果表明所建模型是正确有效的。     

复杂光电环境下的光电装备半实物仿真试验技术研究

从现代光电装备试验鉴定的需求出发,通过半实物仿真技术对在复杂光电环境下的光电装备试验技术进行了研究,构建了复杂光电环境下光电侦察与成像制导装备、激光半主动制导装备的半实物仿真试验平台,研究了试验实施与评判准则,与理想环境下通过计算机仿真出来的光电装备的性能指标相比较,其结果更加真实、可靠.     

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。     

导弹半实物仿真系统通用设计规范研究

仿真系统设计的标准化、规范化和通用化是导弹半实物仿真系统研制的基础,也是仿真技术发展的重要发展方向。本文首先定义了导弹半实物仿真系统的主要用途和专用术语,给出了导弹半实物仿真系统的设计要求,在此基础上提出了导弹半实物仿真系统的设计准则、设计内容和设计流程,最后给出了仿真系统的设计和验证方法。本研究可作为导弹半实物仿真系统的通用设计规范和实施准则,具有很好的应用前景。     

激光目标模拟器逼真度量化评估方案

激光目标模拟器逼真度主要用来评估目标模拟器出射激光对实际场景中激光照射器出射激光在传输及被目标发射时的近似程度。逼真度评估的有效程度取决于评估方案的适用性及实际可操作性。因此,提出了一种激光目标模拟器模拟逼真度的有效评估方案,并给出了具体指标的量化逼真度定义。首先给出了实战中的激光能量传输模型和半实物仿真系统中的光斑控制模型,接着以此为依据重点研究了激光目标模拟器激光脉冲和激光光斑特性的逼真度评估内容,最后通过计算各分项指标权重,得出了激光目标模拟器的整体逼真度。逼真度量化评估方案可应用于激光目标模拟器的设计及性能评估,从而达到在室内完成半实物仿真测试以减少总体测试费用和时间的目的,对于现代化武器系统设计具有十分重要的意义。     

激光角度欺骗干扰半实物仿真试验系统

根据激光角度欺骗干扰工作原理,提出了一种用于激光半主动制导武器角度欺骗干扰的半实物仿真试验系统。介绍了系统设计原理、组成和工作流程。基于光信号变换和计算机信息处理等技术,将激光导引头和激光指示目标信号模拟器等实物接入仿真系统,制导控制系统通过数学仿真方式实现,构建接近真实飞行环境的激光半主动制导武器工作回路。在此基础之上,引入角度欺骗激光干扰信号,进行对半主动激光制导武器的角度欺骗干扰试验。重点分析了若干关键技术,包括实时仿真技术、弹目视线精确模拟技术、激光束变换与控制技术、大面积漫反射屏研制技术、杂散光控制技术和仿真系统误差分析技术,并提出了工程解决办法。     

激光导引头跟踪回路的设计与半实物仿真

首先,为实现激光半主动导引头光轴的快速跟踪目标,根据光轴与弹目视线的误差角大小,将光轴进动速率分为线性区、过渡区和非线性区.为解决角速率的不连续性问题,采用Hermite方法设计了有约束条件下的导引头跟踪回路的进动方案.其次,介绍了激光制导武器的半实物仿真平台,建立了室内环境下的几何数学模型.最后,将未解锁的导引头搭载于五轴转台,以五轴转台的两自由度模拟导引头光轴的进动,其余三自由度模拟弹体姿态运动,通过在远、近边界初始条件下,通过弹道的半实物仿真试验,可以验证,导引头跟踪回路的设计方案在末制导段飞行过程中安全可靠,可以实现精确命中目标.     

激光目标回波模拟器时域特性研究

激光目标回波模拟器是激光制导武器系统半实物仿真中的关键设备。激光目标模拟器的关键技术之一是建立激光脉冲时域特性模型。因此,建立了大气湍流对激光脉冲展宽的模型,将大气等效成多层折射率变化的介质,分析了多层介质对激光脉冲的展宽机理,同时根据目标反射特性建立目标反射特性模型, 并对模型做了仿真验证。计算了距离在10 km时,激光发散角1 mrad、激光波长1 064 nm条件下的脉冲展宽最大值为10 ns。最后给出了一个平面目标的模拟数据。研究结果可以应用于激光雷达回波目标模拟器中。