航向估计在对抗尾流自导鱼雷中的应用研究

针对尾流自导鱼雷的制导特点和悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的需求,从尾流自导鱼雷射击提前角入手,重点对来袭尾流自导鱼雷的航向进行了估计,探讨了悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的相关问题.仿真结果表明,来袭鱼雷航向估计应用于在水面舰艇使用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷中是非常有效的.     

反鱼雷鱼雷拦截概率影响因素仿真分析

为研究影响反鱼雷鱼雷拦截概率的主要因素,根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了鱼雷弹道模型以及舰艇规避模型,通过仿真计算,定量分析了探测误差、自导作用距离和自导扇面角对反鱼雷鱼雷拦截概率的影响。仿真结果表明,提高对来袭鱼雷的定位精度,增大反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面角,可以有效提高反鱼雷鱼雷拦截概率。     

火箭助飞式反鱼雷鱼雷性能仿真

依据火箭助飞式反鱼雷鱼雷典型作战态势,建立了相关模型,仿真了火箭助飞式反鱼雷鱼雷的作战过程。仿真结果表明,航速和航程对火箭助飞式反鱼雷鱼雷拦截概率有较大影响,自导作用距离不小于水下航程可以保证较高的拦截概率。     

反鱼雷鱼雷拦截弹道及拦截概率

通过分析反鱼雷鱼雷的2种不同拦截弹道，建立了迎面逆弹道拦截和直接直线拦截方案的数学模型，讨论了来袭鱼雷方位角和反鱼雷鱼雷发射角之间的关系，采用蒙特卡罗法，仿真计算了本舰对来袭鱼雷的测距和测向误差对反鱼雷鱼雷拦截目标概率的影响，同时讨论了拦截弹道与反鱼雷鱼雷性能的关系。结论表明，迎面逆弹道拦截方式具有更高的拦截概率；对来袭目标实现准确定位能有效的提高反鱼雷鱼雷对来袭目标的拦截概率；增加反鱼雷鱼雷的自导探测距离和搜索扇面角能有效提高对来袭鱼雷的拦截概率。     

反鱼雷鱼雷自适应滑模导引律

针对在目标机动性加大的情况下常规鱼雷导引方法不能满足反鱼雷鱼雷迎面拦截来袭鱼雷需求的问题,为提高反鱼雷鱼雷拦截概率,提出了利用滑模观测/微分器对来袭鱼雷视线角速率进行估计的方法,基于李雅普诺夫稳定性理论,根据准平行接近的原理,推导出一种自适应滑模导引律。将该方法运用于反鱼雷鱼雷跟踪拦截,仿真结果表明,该导引律对干扰和参数摄动具有强鲁棒性,与传统比例导引法相比,其对机动目标的导引精度高,脱靶量小,可以满足反鱼雷战技术的需求。     

俄推出最新型“风雪”鱼雷

据俄《红星报）2002年7月15日报道，服役的“风雪”鱼雷能在水下以360km／h的速度航行。该雷拥有独特的外形，可在水下形成超空泡，使鱼雷航行时遇到的水阻力降低10多倍。据悉，现今的该型鱼雷经过俄鱼雷工程师们的潜心研究，又推出了其最新改进型，即能以400km／h的高速度在水下航行。据军事专家称，到2050年，世界上将没有任何一种反鱼雷系统能捕捉到这种超高速航行的鱼雷。另外，这种最新改进型“风雪”鱼雷还将于近期装备一种可使鱼雷沿航迹进行复杂机动的特殊装置，     

欧洲反鱼雷鱼雷研发展望

介绍了德国研发中的“梭鱼”轻型超空泡反鱼雷鱼雷以及法国提出的重型反鱼雷鱼雷的总体概念、技术特点和部分试验结果，分析了它们产生的背景和意义。“梭鱼”鱼雷采用开式超空泡，头部锥形空化器、控制舵和自导头集成为一体，在已进行的单项试验中，速度达到240kn，可进行机动，自导发现重型鱼雷距离大于200m。仿真结果表明，“梭鱼”鱼雷可为舰艇提供效果显著的近程拦截能力。法国DCN公司基于增加战斗部威力的目的，将研究重点放在了重型反鱼雷鱼雷上。设计了3种威胁想定：反潜机在0．5—3km距离内空投轻型鱼雷，水面舰艇在3—6km距离内发射轻型鱼雷，潜艇在4—10km距离内发射重型线导鱼雷，并对其进行了仿真试验。对DCN通过仿真所得出的不同报警距离的拦截成功率、鱼雷空间交汇时间概率分布、最小交汇距离概率分布以及拦截距离概率分布等仿真结果进行了综合分析。     

反鱼雷鱼雷关键技术探讨

探讨了对反鱼雷鱼雷武器系统、总体、自导、控制、引信及战斗部等子系统的关键技术，并对主要系统提出了技术要求，认为反鱼雷武器系统应装备主、被动声纳以提高拦截概率，提出了一种适合于反鱼雷鱼雷的拦截弹道导引方法，给出了反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面的选取原则，提出了反鱼雷鱼雷最大允许角速度不小于80／s，且在1s内对指令的跟踪误差不大于15％，才能有效解决其高机动性和控制系统快速响应的问题，探讨了反鱼雷鱼雷应选用主动声引信，毁伤半径的选择要与目标平均脱靶量的大小相匹配等鱼雷引信与战斗部系统的几个问题。     

一种潜艇直航鱼雷攻击低速水面舰艇的方法

针对如何有效攻击低速航行的水面舰艇,提出了使用直航鱼雷或自导鱼雷直航方式攻击低速水面舰艇的方法,建立了直航鱼雷双雷平行航向齐射命中概率模型,利用蒙特卡洛法对直航鱼雷或自导鱼雷直航方式攻击低速水面舰艇的命中概率进行了仿真计算。仿真结果表明,在2 000～4 000 m距离内,当潜艇占领目标舷角50°～80°区域时,采用直航鱼雷双雷平行航向齐射,对航速低于12 kn的水面舰艇的齐射命中概率为0.5。     

ATT对声自导鱼雷拦截方式变更的临界雷舰距离

对潜射声自导鱼雷的拦截是舰载反鱼雷鱼雷(ATT)拦截运用的一个重要内容。首先,针对潜射声自导鱼雷的直航搜索段和自导追踪段弹道特征,分析了ATT的拦截原理,指出ATT应采取不同方式实施拦截。其次,提出了ATT拦截方式变更的临界雷舰距离的概念,并按照本舰采取停车规避、保持原状态航行和采取转向远离规避3种典型态势进行了理论推导和仿真标绘。最后,围绕临界雷舰距离进行了数值仿真和规律分析。研究结果表明:临界雷舰距离是客观存在的,且随着本舰采取机动策略的不同呈现一定规律性变化。该研究结果可为ATT的实际运用提供参考     

面向海底光学探测使命的自治水下机器人水平路径跟随控制

针对利用光学探测设备对海底目标探测与搜索的使命,自治水下机器人（AUV）需具备更精确的航行控制性能,为此提出一种不依赖模型的改进型PID控制算法,通过对增设的左右水平推进器进行控制,以实现AUV低速时水平面的精确航行。将整个控制器分为两层：内层为偏航距离PID控制器,将输出量转化为所需偏转角;外层为航向PID控制器,将内层计算结果转化为航向偏差,对其进行PID计算,输出为偏转所需推力和推力矩值。通过对设定探测路线进行路径跟随,以反映水平面航行控制精度。通过湖上试验,得出精确的路径跟随航迹,实现了航向角偏差均值为0.09°、航向距离偏差均方差为0.29 m的航行稳定控制,验证了该控制方法的可行性。     

基于改进Huber估计的水下尺度目标参数估计

尺度目标参数是水下声自导武器近程进行弹道机动和垂直命中攻击的关键参数,有效估计尺度目标的特征参数对保证水下声自导武器作战毁伤效果至关重要.本文利用水下声自导武器检测得到的尺度目标多亮点信息对目标尺度参数进行估计,然而目标不同反射部位的反射能力不同,对应的多亮点检测信噪比存在差异,直接利用最小二乘拟合进行尺度参数估计可能会造成较大的估计误差.基于Huber稳健M估计原理,通过分析对Huber估计进行了改进,该方法利用亮点强度和拟合误差计算迭代拟合权值矩阵,通过拟合误差剔除可能存在的干扰亮点,能对目标长度、走向角、等效点进行有效估计.仿真分析和实航试验结果均表明,该方法具有稳健的收敛性能,能有效剔除干扰点,具有较强的抗干扰能力和较高的参数估计精度.     

基于遥测参数的雷达寻的反舰导弹脱靶量估算方法

笔者针对光学测量、无线电测量以及GPS测量等常用脱靶量测量方法的局限性,研究了利用导弹姿态角、速度以及雷达框架角估算反舰导弹脱靶量的方法,用坐标转换的方法推导了视线角与已知遥测参数的函数关系,给出了脱靶量估算的数学模型,并利用以往靶场试验的遥测数据对脱靶量进行了估算验证。经复算验证和比对分析表明：估算方法正确,适用于雷达点源目标的脱靶量估算,估算精度与GPS测量精度相当,既是对传统脱靶量测量方法的辅助和补充,又是对通过测量得到的脱靶量数据的检验和验证,可以应用于靶场试验。     

航空磁探中潜艇目标的联合估计检测方法研究

为了解决航空磁探测中水下潜艇目标信号被强磁背景噪声和干扰淹没的问题,提出一种联合估计检测方法。针对潜艇目标基于磁偶极子建立目标磁场光泵测量信号模型,确定了目标信号模型主要由位置三分量x、y、z,目标磁矩三分量M_x、M_y、M_z以及航向角θ等7个未知参量决定。使用光泵磁探仪的观测样本,根据潜艇目标先验信息,基于遗传算法使用Fréchet距离构造适应度函数,搜索得到目标未知参量。根据生成的目标估计信号,构造了平均相关检验统计量,并设计了使用目标估计信号的联合估计检测器。研究结果表明：联合估计检测器在低信噪比条件下仍具有良好的检测能力;相对于传统的正交分解检测和动目标航空磁异常检测,使用目标估计信号的联合估计检测器能够降低虚警概率,提高信噪比,使检测性能更优。     

基于倒谱的水下目标被动定位方法

介绍了一种基于倒谱对水下目标进行被动定位的方法。利用倒谱法估计出多途信号时延,结合现有的被动定位技术,实现对目标深度和距离的估计。仿真分析了该方法的定位性能,仿真表明该方法可以应用于水雷在多途环境中对目标的被动定位。     

未知洋流干扰下基于单领航者的多自主水下航行器协同导航

洋流估计问题是多自主水下航行器(AUV)协同导航方法中的难点之一.针对未知洋流情况,给出了1种基于单领航者的多AUV协同导航方法.通过设计主、从AUV间的机动轨迹,将从AUV的初始定位以及洋流干扰、测速误差的初始估计问题转化为非线性极小平方优化模型求解,提高了初始化精度;并进一步将洋流干扰等作为状态变量参与协同导航过程...     

一种水下航行器组合导航系统研究

设计了一种采用陀螺罗经和多普勒速度仪组合加GPS间歇校正的水下航行器组合导航系统，建立了该组合导航系统的无迹卡尔曼滤波模型，并利用MATLAB软件对其进行了数学仿真验证。从仿真结果看出，陀螺罗经的误差值与陀螺罗经误差滤波估计值基本吻合，这表明，GPS间歇校正的引入可以实现航行器位置高精度校准和陀螺罗经随机常值误差的准确估计，该组合导航系统能够满足一般水下航行器的导航定位的需要。     

带初始前置角和末端攻击角约束的偏置比例导引律设计以及剩余飞行时间估计

针对导弹飞行过程中受到外部干扰导致前置角变化较大的问题,设计了满足任意初始前置角和末端攻击角度约束的偏置比例导引律,并对该导引律下系统参数的收敛性给出了证明。基于现有分段迭代求解剩余飞行时间的方法进行拓展,解决了现有分段迭代求解方法在前置角等于π/2 rad时存在奇点的问题,并用该改进方法给出了该导引律的剩余飞行时间估计。对提出的导引律和改进的分段迭代求解方法进行仿真,结果表明：该导引律能够满足任意初始前置角和末端攻击角度约束下导弹的脱靶量和末端角度要求,且在飞行末端加速度指令收敛至0;与以往研究结果相比,该导引律在前置角大于π/2 rad时能够实现对导弹的更有效控制;使用改进的分段迭代求解方法对提出的导引律进行剩余飞行时间估计,估计误差小,误差收敛快。仿真结果验证了该偏置比例导引律和剩余飞行时间估算方法的有效性。     

基于声干涉特征匹配的水中目标运动分析研究

针对水中目标运动分析问题,提出一种基于目标辐射声场距离-频率谱干涉条纹特征匹配分析的目标运动要素估计方法。以目标初距和目标瞬距为循环观测因子,结合两方位-两距离目标运动要素计算方法,获取当前假设下目标距离特征量和目标方位计算值;依据目标辐射噪声时间-频率谱干涉结构计算的目标距离特征量信息,构造距离特征量匹配代价因子,实现目标运动解要素。仿真数据与试验数据验证结果表明：该方法在绘制的目标运动要素解空间可视化分布图中,可有效估计目标初距、航向和航速信息,显著改善目标运动参数的估计速度和精度。     

水下运动体半实物仿真系统仿真精度分析方法

本文给出了水下运动体半实物仿真系统的仿真精度的一种分析方法,在对系统中各仿真设备误差建模的基础上,应用多种谱分析方法难证了各个仿真设备的数学模型。通过应用蒙特卡洛法对该仿真系统精确模型进行数字仿真研究,给出了半实物仿真系统误差分析结果,对于半实物仿真堆度评估具有实用价值。