面向飞行器交会对接应用的载波相位差分技术研究

GNSS引导两飞行器交会对接的前提是实时可靠地估计相位模糊度。针对卫星和飞行器的高动态性所引发的频繁换星问题,提出一种实时递归相位模糊度估计方法。该算法能够有效处理失锁所造成的卫星起落现象,同时充分利用历史观测与当前观测方程中部分模糊度分量的关联性,使得模糊度估计的成功率对可见卫星数目的减少不敏感。为了验证该算法在空间飞行器对接中的精度和成功率,采用GPS模拟器仿真两飞行器近程导引段和最终逼近段的过程,应用新算法实时估计两飞行器间相对位置,精度达到亚厘米级水平,成功率在可见星数递减时依然渐进逼近100%。     

基于CZT算法的剩余飞行时间估计

在弹目交会期间引信需要预测剩余飞行时间。采用线性调频Z变换算法(CZT)细化多普勒频率,降低弹目交会期间引信剩余飞行时间预测偏差。采用了多点迭代再对结果求均值的方法,降低了单次测量误差。仿真和模拟器实测试验表明,大脱靶量情况下CZT方法能够提高估计精度。     

雷达对飞行器的跟踪和估计

本文研究二维雷达跟踪飞行器及估计问题。首先在实际的物理模型下构造离散时间的状态空间方程;接着应用卡尔曼滤波器来跟踪估计飞行器的位置和速度,目的在于能够适合于非平稳的矢量信号和噪声情况;最后用仿真算例验证本文方法的有效性和可行性。     

雷达对飞行器的跟踪和估计

本文研究二维雷达跟踪飞行器及估计问题。首先在实际的物理模型下构造离散时间的状态空间方程;接着应用卡尔曼滤波器来跟踪估计飞行器的位置和速度,目的在于能够适合于非平稳的矢量信号和噪声情况;最后用仿真算例验证本文方法的有效性和可行性。     

基于SRUKF的机载多平台传感器数据配准算法

提出一种基于平方根UKF的机载多平台传感器数据配准方法.首先给出多平台传感器偏差配准模型,将目标的运动模型和传感器配准误差组合在同一个状态方程中,然后讨论模型的可观测性,利用平方根UKF算法估计目标的运动状态和传感器配准误差,避免了对非线性方程的线性化,相比传统UKF算法减少了计算量.Monte-Carlo仿真表明,该方法能同时有效估计目标运动状态和多平台传感器配准误差,且系统偏差的估值迅速收敛到真实值附近,相比传统UKF方法,在相当的估计精度下,具有更快的运算速度和收敛速度.     

基于UKF的雷达与ESM误差配准技术研究

空间配准是多目标跟踪系统中的关键环节.为了实现雷达与ESM之间的配准问题,采用ESM坐标系作为公共参考坐标系,提出采用扩维滤波方法实现雷达与ESM之间的误差配准.该算法可以有效地实现异类传感器之间的误差配准,同时估计目标的运动状态和传感器的系统误差.仿真结果表明了该算法的有效性.     

改进的平方根UKF及其在交会对接中的应用

针对传统滤波方法容易受系统动态模型不确定性和噪声协方差不准确限制的问题,将高斯过程回归融入平方根无迹卡尔曼滤波算法中,提出一种滤波方法.该算法在估计过程中采用标准的平方根无迹卡尔曼滤波算法,整个估计过程分为时间更新和状态更新两部分,采用矩阵QR分解、Cholesky 分解的形式直接传播和更新协方差阵的平方根;系统状态方程和观测方程由高斯回归模型分别代替分代,过程噪声的协方差和观测噪声的协方差自适应调整.将其应用于航天器人交会对接过程中,仿真仿结果满足系统导航精确度要求,校验了算法的有效性.     

考虑气动弹性的高超声速飞行器姿态稳定控制

以高超声速飞行器为背景,针对气动特性与机体弹性形变引起的机体前端的偏转角之间的相互关系,建立高超声速飞行器的一种新型的气动弹性模型.采用活塞理论分析机体受气动力时的弹性形变,通过引入诱发攻角,建立了面向控制的包含气动弹性的高超声速飞行器的非线性模型.通过数值仿真验证了引入诱发攻角的必要性,最后设计了姿态稳定鲁棒控制器,通过非线性仿真结果间接验证了模型的有效性和正确性.提出的描述高超声速飞行器气动弹性问题的思路和方法,同样适用于其它构型的飞行器,并且此模型的变量维数远小于其它同类模型,降低了后续工作中控制器设计的难度.     

SBIRS-High对助推段导弹的探测和跟踪能力研究

依据天基红外高轨系统的特点和任务,分析了地球静止轨道和大椭圆极地轨道红外卫星系统的对地覆盖和监视性能,建立了大椭圆轨道系统的跟踪定位算法。为提高系统的跟踪性能,对视线交会定位原理所得到的结果作了进一步的卡尔曼滤波处理,进而获得了导弹速度估计。仿真结果表明,天基红外高轨系统可对全球的目标助推段实施监视,并能及时提供有效的导弹运动参数信息。     

四旋翼飞行器姿态控制建模与仿真

四旋翼飞行器是典型的欠驱动、非线性、强耦合系统。其姿态控制精度和抗干扰问题一直是研究热点之一。为了实现小型低成本四旋翼飞行器姿态准确控制,详细分析了四旋翼飞行器受力情况,利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器非线性动力学模型,针对四旋翼飞行器在实际飞行过程中经常会遇到阵风、气流等不确定外界干扰,设计了基于小扰动的PID控制器,并通过对俯仰通道、横滚通道、偏航通道MATLAB/Simulink仿真模型进行仿真测试和结果分析。结果表明:所设计控制算法能够满足四旋翼飞行器姿态控制要求,并具有较好的抗干扰性能。     

德力西高管受邀赴航天城观礼 见证“神九”发射成功

本刊讯6月16日18时37分,神舟九号飞船搭载3名航天员成功发射升空,与"天宫一号"目标飞行器执行首次载人交会对接任务。德力西集团3位高管、专家受酒泉卫星发射中心的再次邀请,参观了航天城德力西电气检测中心、雄伟的总装车间和发射塔架,并现场观看了神舟九     

交互式捷联惯导仿真系统的设计与实现

捷联式惯导系统在军事领域应用广泛,为便于对捷联惯导算法及各种组合导航算法进行研究,设计了一套捷联惯导仿真系统。系统基于模块化思想设计,包括运动状态建模、轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块和惯导解算模块4部分,具有良好的可移植性和拓展性;系统采用图形交互界面,实时操控载体的运动状态,能便捷、高效的生成各种运动轨迹;利用等效旋转矢量算法对仿真数据进行了解算分析,仿真实验结果表明：解算的姿态、速度和位置误差与理论值相符,验证了仿真模型的合理性以及仿真系统的可用性。     

基于CSM_UKF的双经纬仪强机动目标跟踪研究

以双经纬仪纯角度测量与定位为研究内容,考虑量测方程的非线性,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)进行系统状态估计。同时,设定非合作目标预警跟踪背景,假设目标存在强机动的情况,以当前统计模型(CSM)拟合目标运动状态,建立了双经纬仪对强机动目标的CSM_UKF跟踪模型。在相同条件下,与匀加速模型进行了仿真比对。仿真结果表明,该模型能实现双经纬仪纯角度测量条件下对目标的稳定跟踪,尤其在目标存在强机动条件下,跟踪效果优于匀加速模型。     

德力西高管受邀赴航天城 见证“神九”发射成功

2012年6月16日18时37分,神舟九号飞船搭载3名航天员成功发射升空,与“天宫一号”目标飞行器执行首次载人交会对接任务。德力西集团3位高管、专家受酒泉卫星发射中心的邀请,参观了航天城德力西电气检测中心、总装车间和发射塔架,并现场观看了神舟九号的发射盛况。     

一种基于卡尔曼滤波的电能质量扰动检测新方法

基于正弦波/指数函数自相关的运动状态估计模型,提出一种基于卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)的电能质量扰动(power quality disturbances,PQD)检测方法(KFPQD检测方法)。提出方法针对基波频率的纯正弦电压信号模型,以及基波频率纯正弦信号叠加指数衰减的电流信号模型,选取电压信号及其一阶导数形成二维电压状态向量,选取电流信号及其一阶导数、衰减直流分量形成三维电流状态向量,进行状态空间建模,离散化后采用KF算法对电压/电流及其变化率进行状态估计,跟踪检测基波电压/电流信号的跳变。仿真和微电网PQD检测实验结果表明:提出方法在跟踪精度、抗干扰性和敏感性方面均优于传统KFPQD方法,提高对电压与电流跳变的跟踪性能。     

激光雷达无人飞行器自主着陆选址方法

无人飞行器在陌生场景中的自主路径规划与着陆工作一直是相关领域研究的重点,提出了一种基于激光雷达采集到的 点云数据来给飞行器推荐最优着陆地址的方法。 该方法通过飞行器位姿信息辅助以及选址窗口维护等手段校正并扩充了雷达 采集到的原始点云数据,之后再利用改进的 RANSAC 算法对生成的候选平面进行评估选择,最后反馈最优着陆点的位置坐标 信息。 仿真环境下的实验结果表明该方法运算结果稳定准确,且运算速度满足飞行器实时工作需求,同时计算所需空间时间开 销较小,能够符合在现实场景中正常工作的标准。     

基于融合动态加权的光电经纬仪交会定位方法

传统的交会定位公式是在假设飞行目标为点目标的前提下推导的理想模型公式,而实际两台经纬仪观测同一目标时其主光轴并不交于同一点,这就会带来较大的模型系统误差。因此,提出了基于融合动态加权的光电经纬仪交会定位方法,详细介绍了该方法的模型以及确定融合动态加权系数的原则,并采用仿真数据,对本文方法和传统方法的定位精度进行对比分析,经实验验证,本文方法精度高于传统方法,具有较大的工程实践价值。     

基于扩张状态观测器的四旋翼无人机飞行控制系统研究

针对四旋翼飞行器的不确定和非线性控制问题,分析了非线性、强耦合和欠驱动等系统特性,同时基于非线性动态逆方法,进行四旋翼飞行器控制系统姿态和航迹控制研究。通过扩张状态观测器实现了对无人机的强干扰及参数摄动的精度补偿。仿真实验验证了它的有效性。     

基于自适应峰值检测的PDR算法研究

针对传统的行人航迹推算（PDR）算法只能用于正常行走的单一状态，难以满足实际应用需求，提出了一种基于自适应峰值检测的改进PDR算法。该算法将行人运动模式分为行走和跑步两种状态，充分考虑行人运动过程中加速度峰值和运动状态的关系，通过实验获得不同运动状态下的加速度峰值，从而设置动态阈值，实现不同状态下的计步检测和步长估计。将改进的PDR算法应用于行人定位，利用微惯性测量单元（IMU）获取的行人的运动数据，使用改进的峰值检测法对行人进行计步检测和状态识别，根据行人的运动状态采用自适应步长估计公式对步长进行估计，最后结合计算的航向得到行人的位置信息。实验结果表明，改进PDR算法具有良好的鲁棒性和较高的步态识别率，相比于传统的PDR算法，闭环误差降低了142%，有效提高了行人定位结果的精度。     

弹目运动系统的导引设计及仿真实现

用于飞行器系统半实物仿真试验的移动目标探测与跟踪仿真平台是分和检验飞行器系统性能的重要试验设备,包含探测和制导装置实物在内的半物仿真是制导武器研制过程中的重要环节。本文研究了导弹跟踪控制中的比例导律在目标跟踪中的应用特性,基于所研制的移动目标探测与跟踪仿真平台,在验室环境下进行了弹目运动过程的半实物仿真试验,揭示了导弹目标探测与跟控制中的基本规律和物理特性。