基于卫星/PSD的弹目位置测量技术研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vitor330
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统的激光制导武器能精确的击中目标,战场价值很高,作战性能相当可观。但是存在成本过高、结构过于复杂的缺点使得各个国家很难实现武器装备的完全精确化制导的目标。而现代战争对战场弹药的效费比提出了越来越高的要求,因此将传统的无控弹药进行低成本的精确化改造成为了近年来的研究热点。本文基于位置敏感探测器和卫星导航定位技术对弹丸和目标的测姿定位技术进行了研究。使用位置敏感探测器解算弹丸的滚转角和弹目视线角;使用卫星定位技术对弹丸进行定位,然后基于小攻角理论解算出弹丸的俯仰角和偏航角;最终根据弹丸的位姿信息以及弹目视线角信息完成对目标的跟踪定位。(1)为了提高弹丸的战场适应性,保证卫星导航系统能够正常工作,基于激光半主动制导炮弹平台的特征,在光学镜头表面设计了两款能同时覆盖GPS L1和北斗B3频段的共形四臂螺旋天线以及相应的馈电网络。最终选择了性能更好的双频四臂螺旋天线进行实物加工,并进行了外场卫星定位试验验证。试验结果表明天线在定位试验中接收的信号信噪比高,并且在各方位的弹体飞行姿态下均能实现较好的搜星定位效果。(2)为了降低设计成本以及减少系统的复杂度,仅使用卫星导航系统和位置敏感探测器对弹丸的位姿信息进行测量。使用卫星定位技术对弹丸位置进行定位,然后基于小攻角理论解算出弹丸的俯仰角和偏航角;使用位置敏感探测器解算弹丸的滚转角(地磁仅用于初值获取和辅助测量)。由于得到的解算数据误差较大,因此最后ELM算法对弹丸位姿信息进行预测,然后用卡尔曼滤波对弹丸的位姿信息进行最优值估计,仿真结果表明该算法能明显降低弹丸位姿信息的误差。(3)为了实现对目标的定位,通过位置敏感探测器解算得到了目标相对于弹丸的实现高低角和视线方位角。分析了对于目标定位研究的优缺点,依据弹丸的位置、姿态、视线角信息,提出了基于视线相交模型的目标自主定位方法。然后建立了目标定位的误差模型,直观的反应了各个参数对最终定位误差的影响。最后对目标定位的综合误差和最终定位效果进行了分析,仿真结果表明弹丸在捕获目标2.5s后的定位误差小于5m。
其他文献
聚类分析是数据挖掘领域中的关键技术之一。面对低维数据,传统的聚类算法能够取得理想的结果。随着数据获取技术的不断发展,数据的维度急剧增加,传统的聚类算法受到了严重的瓶颈限制。因此,设计更为高效的、先进的聚类算法以满足高维数据挖掘需求,已成为研究的热点。一般认为高维数据嵌入在低维的流形中,子空间聚类(Subspace Clustering,SC)的目的是将源自不同子空间的高维数据,划分到其所属的低维子
身管弹线膛同锻技术采用径向精锻工艺使线膛及弹膛一次加工成形,可以有效地解决二者之间同轴度的问题,大大减少加工工序。针对身管弹线膛同锻下沉段部位内膛表面的开裂问题,本文主要采用有限元模拟仿真的方式,结合锻打试验与电镜扫描试验,进行了如下研究:通过有限元分析软件ABAQUS建立二维身管径向精锻有限元模型,以5.56mm口径身管为例,提取锻打过程下沉段节点的应力应变作详细分析。分析发现:身管在下沉段受到
本文在前人利用元胞自动机模型等数值方法模拟金属腐蚀的基础上,建立了不锈钢应力腐蚀过程的模拟模型,模型分为点蚀孕育期间的钝化膜形成与破裂过程的模拟以及应力作用下点蚀生长过程的模拟两个部分。在不锈钢表面钝化膜形成与破裂过程的元胞自动机模拟中,利用点缺陷模型对金属基体的溶解以及钝化膜的溶解概率进行计算,并在模型中加入代表点缺陷的金属离子在钝化膜中的扩散过程。统计钝化膜生长时的电流密度,得到符合经验结论的
近年来迅速发展的现代无线通信技术对微波毫米波通信系统提出了更高的要求,急切需要高性能、高集成度、低成本、低损耗的器件来实现更加先进的通信系统。基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide:SIW)的多频带以及宽阻带带通滤波器和宽阻带多工器拥有尺寸小、损耗低等特点,并因其在多通道和低干扰方面的优势得到了广泛的关注,成为了现代通信系统中的一个重要的研究课题。本文通过对
工业机械臂作为现代制造业皇冠顶上的明珠,其高精度运动控制一直是控制领域的研究热点。本课题选题来自于国家自然科学基金项目,旨在针对工业机械臂跟踪控制过程中存在的建模不准确、外部干扰未知、执行器死区和饱和以及状态约束等问题展开研究。本文以随车吊中的机械臂系统为研究对象,主要研究内容可以分为以下几个方面:1、随车吊机械臂系统的总体方案设计和建模。根据所提出的性能指标与技术要求,对随车吊机械臂系统的总体方
随着自动驾驶技术的发展与普及,硬件设备也在向着小型化和成本低廉化的方向发展。在SLAM领域内,信息丰富且价格低廉的相机受到了越来越多人的青睐。但由于纯视觉方案存在一些问题,如严重依赖环境纹理、对光照变化敏感、难以应对速度过快的场景等,因此多传感融合正代替单一传感器成为主流的方案,在这之中,惯性测量单元IMU由于具有短时间内精度极高的特点,因此也得到了广泛的应用。此外在室外大规模建图时,若缺少回环,
本文以某火炮弹丸协调器为研究对象,分别以结构和控制两个方面为切入点,利用参数优化设计和控制策略设计两种方法,对弹丸协调器展开协同设计研究,提升系统的综合运动性能。本文的研究内容包括以下几个方面:(1)介绍某火炮弹丸协调器的结构组成和工作流程,对弹丸协调器的各个子系统进行动力学和系统特性分析,构建了系统的数学模型,进而推导得到系统的状态空间方程。基于AMESim建立了弹丸协调器仿真模型,并在此基础上
智能故障诊断系统是木门加工生产线自动化升级的必需条件,是提高生产线故障诊断质量与效率,保障其可靠运行的有效措施。本文以木门生产线为研究对象,结合物联网技术,设计开发出适用于当前木门生产线的故障诊断专家系统。首先,梳理木门生产线加工制造流程,从生产线现状与存在问题出发,结合调研需求,提出故障诊断专家系统的总体方案。其次,针对生产线数据采集困难的问题,设计研发了现场数据采集系统,实现多源异构生产数据集
随着侵彻武器系统智能化、灵巧化的快速发展,对具有层式防御工事的重要军事目标实现精确毁伤问题已经成为了研究重点和难点。本文以侵彻钢筋混凝土多层靶计层方法为研究对象,提出了一种基于磁异信号与过载信号复合的侵彻多层钢筋混凝土靶计层方法与炸点控制研究方案,利用LS-DYNA与COMSOL有限元分析软件对弹丸侵彻多层钢筋混凝土靶过程中的过载特性与磁异信号特性进行数值仿真分析,为解决侵彻多层目标计层及炸点控制
为了给箱式火箭炮提供火箭炮起落架相对于装填车的精准位姿关系,本文设计了一种基于新型特征标志的单目视觉位姿测量方法。本文通过引入畸变建立相机非线性模型,完成了从空间三维坐标到图像平面二维坐标的转换,对位姿解算原理进行解释说明,选择EPNP算法作为位姿解算算法。然后,针对经典黑白棋盘格在大角度偏转下特征点排序混乱不唯一的问题进行改进,设计了一种标志圆与棋盘格相结合的新型特征标志,为了排除干扰并且快速得