控制弹箭头部攻角的弹道修正弹外弹道研究

目的　研究存在头部攻角的弹道修正弹头攻角对外弹道的影响 .方法　通过分析弹丸头部攻角对弹丸外弹道性能的影响 ,建立了修正弹外弹道模型 ,根据模型编制外弹道仿真软件对弹道修正弹外弹道进行计算 .结果　根据外弹道仿真结果 ,给出了头部攻角与弹丸射程之间的关系 .结论　通过对弹丸头部攻角的控制 ,可以实现对弹丸飞行弹道的控制 ,所建立的外弹道模型及仿真结果对控制弹丸头部攻角的弹道修正弹控制执行机构的研究具有重要的指导意义 .     

海拔高度对弹道修正弹修正能力的影响

为研究海拔高度对弹道修正弹修正能力的影响,在分析某制式弹和修正组件误差源的基础上,建立6自由度弹道预测模型,基于蒙特卡罗打靶法,对某一维弹道修正弹在炮目海拔分别为0m和4500m条件下的落点散布进行仿真。结果证明,在4500m海拔条件下的弹丸射程修正量明显小于在0m海拔条件下的弹丸射程修正量;一维弹道修正弹的最小可修正射程很大程度上取决于卫星定位接收机的首次定位时间。     

控制弹箭头部攻角的弹道修正弹外弹道研究

目的 研究存在头部攻角的弹道修正弹头攻角对外弹道的影响。方法 通过分析弹丸头部攻角对弹丸外弹道性能的影响,建立了修正弹外弹道模型,根据模型编制外弹道仿真软件对弹道修正弹外弹道进行计算。结果 根据外弹道仿真结果,给出了头部攻角与弹丸射程之间的关系。结论 通过对弹丸头部攻角的控制,可以实现对弹丸飞行弹道的控制,所建立的外弹道模型及仿真结果对控制弹丸头部攻角的弹道修正弹控制执行机构的研究具有重要的指导意义。     

基于SINS/BDS/弹道的组合导航

在现有惯导/卫星组合导航系统的基础上,为了进一步提升导航系统的鲁棒性,在不增加硬件基础上,利用构建的弹道模型,提出了一种惯导/卫星/弹道多源导航方案。该方案首先构建弹道模型得到炮弹的飞行轨迹,通过弹道解算得到弹丸的瞬时姿态、速度以及位置等信息;其次,当检测到卫星信号失常时,将弹道解算得到的位置、速度信息作为卡尔曼滤波的观测量,对导航状态量进行修正;再次,每隔一定时间以当前修正后状态量作为初始量,重新构建弹道,重复上述滤波过程。仿真验证结果表明,该方案在卫星信号不同状况下都可以较好地约束导航误差,得到较为精确的导航定位数据。     

一种利用磁阻传感器的炮口速度测量方法

在弹道修正过程中需要获知弹丸出炮口速度,提出采用磁阻传感器测量炮口速度和加速度信号判断弹丸到达炮口时速度的方法,给出了磁阻传感器信号输出、弹丸旋转频率以及炮口速度之间的解算式,对炮口测速装置进行了转台试验,得到了传感器输出信号与弹丸转速之间的波形曲线.试验表明传感器的输出与解算公式相符,满足弹道修正引信对弹丸炮口速度测量的要求.     

基于随机跳变滤波的天线罩误差修正

针对天线罩误差斜率问题,建立了视线角速度估计模型,基于结构随机跳变系统最优滤波理论,提出了一种新的天线罩误差斜率修正的视线角速度估计算法;考虑算法的实时性和快速性,同时推导了两种简化算法.仿真结果表明天线罩误差斜率在较大范围内随机变化时,3种算法都能实时地对天线罩误差进行修正,能够准确地估计视线角速度,明显减小导弹脱靶量.但3种算法都具有不同的计算复杂度和精度,在实际应用中可根据计算时间和内存大小不同的需要选择合适的算法,以满足工程需要.     

小质量弹丸极转动惯量测试设备设计及其标定方法

弹丸的转动惯量是影响弹丸射击精度的重要结构特征量,对弹丸的转动惯量测试可以保证发射弹丸的转动惯量设计指标,确保火炮的射击精度.为满足小质量弹丸极转动惯量的测试需要,设计了一种小质量弹丸极转动惯量测试设备.该设备基于扭摆法测试原理进行设计,由设备基座、扭杆机构、保护机构、解脱释放机构和测试工装组成.并使用不同组合下的标准体对其转动惯量进行标定.误差定量分析表明,该设备的误差影响因素对其结果产生的影响极小,能够满足弹丸极转动惯量的测试要求.     

弹道参数对弹丸落点的影响分析

针对现代炮弹引信高精度修正技术要求,研究初始条件误差对弹丸落点的影响.提出一种比较辨识弹丸落点及精度的方法,通过建立弹道数学模型,利用龙格-库塔法实时快速的解算理论弹道,分析了弹道散布及其影响弹道散布的因素.用初速、弹道系数、射角参数对弹道散布影响进行仿真,仿真结果表明:积分步长h=0.05 s时,获得的理论弹道与<43年阻力地炮弹道表>射程相比,距离射程误差仅为0.7%.     

多普勒测速雷达速度转换的误差分析

火炮射弹的初速是炮弹弹道测量的一个重要参数.介绍了多普勒测速雷达的工作原理基础上,根据弹道径向速度和切向速度的关系,推导出了测速雷达的速度转换公式,并用数学中求偏导数的方法对由速度引起的测速误差进行了分析.结果显示,弹丸切向速度测量误差是在进行速度转换时由径向速度测量误差传播过来的,速度转换公式的不精确性也会产生切向速度误差,并且经速度转换后测速误差略有增加.因此,提出的方法对测速雷达进行测速精度测试时有指导修正意义.     

火箭外弹道特征点修正解算方法研究

采用二自由度的质点弹道微分方程组,对火箭弹弹道特性以及弹道诸元的求解方法进行了研究.在合理选择适用于二维弹道修正的火箭弹弹道运动模型的基础上,利用插值解析法求解弹道诸元的数据后,提出了针对火箭外弹道特征点修正解算的方法,并对射程修正量和方位修正量进行了仿真计算.仿真计算结果表明:当修正处于弹道升弧段,射角小于等于45°和大于等于50°时,射程横向修正量出现相反情况,降弧段修正所产生的横向修正量无此关系.这说明处在升弧段的修正所产生的射程横向修正量与修正时的初始弹道倾角有关.这也为以后执行机构对火箭弹的运动轨迹进行一次或多次修正提供了理论计算参考依据.     

利用Simulink仿真的弹道辨识算法精度分析

弹道辨识精度是衡量弹道辨识系统工作性能的重要指标.为了在硬件设计前对辨识算法的精度进行预评估,提出一种利用Matlab/Simulink模块对自主式弹道辨识新算法进行建模的仿真.该算法是基于比较名义弹道与实际弹道在上升初始段的水平距离来实现对弹丸射程偏差的预测.建立弹道数学模型,获得仿真初始参数,运用Simulink模块生成仿真模型.仿真结果表明该射程辨识算法预测相对误差为0.783%,满足弹道修正引信的精度要求.     

单台狭缝式高速摄影机拍摄飞行弹丸正交象问题研究

本文介绍了狭缝式高速摄影机在外弹道研究中,拍摄正交的弹丸飞行姿态的方法.同时,对由于拍摄角度产生的误差进行了分析研究.从中推导出了确定攻角的通用修正公式.     

采用低频浮动车数据的行程时间估计

为解决利用低频浮动车数据进行路径行程时间估计时精度不高的问题,从分析浮动车数据特征的角度出发进行行程时间分布的估计,提出并讨论利用浮动车数据估计行程时间的潜在误差,针对每种潜在误差提出修正模型,并选取上海市长寿路部分路段进行实证分析,利用1 500辆出租车数据,对各种修正方法下的行程时间进行估计,与改进内插值估计方法进行对比,并与车牌识别装置提供的直接行程时间估计结果进行相似性分析.结果表明:所有误差均修正的行程时间估计与改进内插值方法相比,平均估计精度提高9.5%,且估计的中位数、25%分位数和75%分位数与车牌识别方法有较高的匹配度.考虑低频浮动车数据误差修正的行程时间估计可以改善估计的精度,可提供有效的行程时间信息.     

基于雷达跟踪的修正弹道辨识精度分析

为了得到适用于射程修正引信的弹丸落点预测方法,研究了基于扩展卡尔曼滤波的雷达跟踪弹道辨识算法和基于数理统计理论的弹丸落点预测精度分析方法．最后,采用蒙特卡洛模拟方法对弹道辨识进行了仿真研究,仿真结果表明扩展卡尔曼滤波是辨识雷达跟踪弹道的有效方法,当雷达采样时间约在15．0s以上时,落点预测距离相对误差小于0．42％,满足射程修正引信的性能指标要求．     

一种弹丸轴向加速度测量方法和装置

弹丸质心轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除加速度计安装在远离弹丸质心所引起的离心加速度,提出了一种双加速度计纵向排列测量质心轴向加速度的方法.利用弹道初始参数随机值和弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行仿真分析,仿真结果表明加速度测量误差小于180 mg.设计了加速度测量装置,进行了马歇特冲击锤抗过载实验,过载试验表明测量装置可承受15000 g的发射过载,具有过载生存和过载工作的能力.     

基于投影成像原理的弹丸着靶姿态高精度测试方法研究

弹丸着靶姿态测试是弹道参数测试中的重要项目,姿态参数与着靶速度、弹丸质量、能量传递效率共同反映了弹丸的终点效能,由于弹丸目标小、速度快,对其着靶瞬间的三维姿态角的高精度测试还无法实现。采用投影测试方法、视场标定方法、数据修正计算方法,解决了目标的高质量成像、标定判读、角度计算等难题,实现了小口径弹丸的着靶姿态测试,完善了测试项目,提升了测试能力。     

弹丸入水空泡实验和入水弹道速度计算

为了建立高速弹丸入水弹道的计算模型,利用数字式高速摄影机记录了普通制式枪弹和球形弹丸入水的水中弹道和空泡形状.实验结果表明,普通制式枪弹的水中弹道稳定性没有球形弹丸稳定性好.运用空腔膨胀理论,对弹后空腔的形成和变化进行了分析.建立了球形弹丸水平入水弹道的速度计算模型,并对计算与实验结果进行了比较,二者一致性较好.     

底排-火箭复合增程弹外弹道参数匹配与分析

目的　研究满足增程弹增程率要求的合理外弹道参数匹配关系 .方法　通过建立复合增程弹的外弹道模型 ,对弹丸的外弹道参数进行了计算 .结果通过外弹道参数计算获得了满足增程率要求的外弹道参数匹配关系 .结论　利用获得的外弹道参数 ,可使复合增程弹的射程满足增程率的要求     

视觉和IMU融合的移动机器人运动解耦估计

针对视觉里程计(VO)因累积误差导致运动姿态估计存在的偏差,提出实时扩展卡尔曼滤波器姿态估计模型,利用惯性测量单元(IMU)结合重力加速度方向作为垂直方向参考,对视觉里程计航向、俯仰和侧倾3个方向姿态估计进行解耦,修正姿态估计的累积误差;根据运动状态采用模糊逻辑调整滤波器参数,实现自适应的滤波估计,降低加速度噪声的影响.实验采用高精度的全站仪作为真值,并结合多种地形环境,实验结果表明：50 m内跟踪的累积误差低于0.3 m,有效地提高了视觉里程计的定位精度和鲁棒性.     

炮弹发射弹道目标精度校正估计仿真

针对全球定位系统、雷达和卡尔曼滤波等传统测量手段在弹道量测中面临的诸多问题,提出了超宽带技术与平方根无迹卡尔曼滤波方法相结合的弹道估计算法,通过试验与仿真对该算法进行了分析.结果表明,采用平方根无迹卡尔曼滤波进行估计时,运行时间低于扩展卡尔曼滤波,略高于无迹卡尔曼滤波,且位置和速度均方根误差均低于二者.将平方根无迹卡尔曼滤波应用于弹道估计问题中可取得更为有效、准确的估计结果.