为解决集群无人机位姿估计过程中无线通信网络发生的信道拥堵、数据碰撞等网络现象, 提出一种带宽受限下的分布式融合估计器。利用传输中介节点部分分量的降维策略, 在给定分量选择矩阵和权重矩阵的前提下, 建立以滤波增益为决策变量、所有无人机有限时域下状态估计误差协方差阵的迹之和为代价函数的优化方案, 并通过最小化代价函数上界获得一组次优的滤波增益, 实现了集群无人机位姿递推估计。仿真结果表明, 该分布式融合估计能较好地跟踪状态真值; 分量选择矩阵和权重矩阵会影响融合估计精度, 通过搜索分量选择矩阵的组合, 可以获得最优融合估计精度; 另外, 中介状态估计的权重分布越均匀, 融合估计精度越高。

下滑光波束指示精度是菲涅尔光学助降系统的一项重要指标。针对菲涅尔透镜光学助降系统动态飞行检验的需求, 首先,从标校系统的作用距离、测角精度以及光电平台成像性能的角度, 分析了无人机标校平台的总体需求; 然后, 介绍了无人机标校系统的基本组成、标校流程、标校数据处理及误差分析; 最后, 分析标校关键技术及其解决方案。研究表明: 基于无人机差分GNSS技术的标校方法满足菲涅尔透镜光学助降系统定期标校需求, 具有灵活性高、组织实施效率高等优点。

为解决近地告警系统测试验证的逼真度和直观性问题, 在对近地告警系统原理和测试需求分析的基础上, 提出了近地告警三维视景飞行仿真测试平台的总体方案, 考虑飞机特征和实时性因素建立逼真的飞行仿真模型, 采用合成视景方式提供三维告警包线的可视化显示, 提出了GPWS功能和性能测试评估方法, 能够为GPWS设备和算法提供全面测试。

卫星导航系统提供全球、高精度、实时定位信息, 深刻改变了人们的生活。然而针对卫星导航系统的欺骗干扰技术严重危害了卫星导航系统的安全, 研究卫星导航系统的抗欺骗干扰技术迫在眉睫。提出了一种基于SVD的多接收机联合欺骗干扰检测算法, 利用多接收机的位置向量构建欺骗干扰检测矩阵, 利用SVD对检测矩阵进行分解, 检测矩阵可以分成3个矩阵相乘的形式, 其中中间一个矩阵是对角矩阵, 除了对角线上的值之外, 其他值都为零。通过此对角矩阵的奇异值来判断是否存在欺骗干扰,并采用地心地固体坐标系下的位置信息构建检测矩阵。实验表明: 存在欺骗干扰时, 奇异值平方的累加和的80%都集中在前3个奇异值; 无欺骗干扰时, 奇异值分散均匀。利用这种差异可以准确地检测出是否存在欺骗干扰。

在利用小波变换对脉冲星信号进行消噪时, 小波基、分解层的选取以及阈值函数的构建很大程度上决定了脉冲星导航的准确性。首先研究了小波基与小波分解系数之间的从属关系, 进而根据小波分解系数与原始信号的互相关大小来筛选合理的小波基和分解层。在对小波分解系数的研究中发现,噪声形成的小波系数随着分解层的增加而减小, 考虑到这个特点, 构建了一个基于分解层的阈值函数。实验结果表明, 相比于传统小波域消噪方法, 所提方法不仅能够准确地筛选出最优小波基和最佳分解层, 而且利用所构建的阈值函数进行消噪可以明显改善去噪后脉冲星信号的信噪比、峰值信噪比以及峰位误差, 为脉冲星信号消噪提供了新思路。

为提高远程大口径舰炮对岸目标精确打击中的定位精度, 开展了基于机载激光雷达系统的目标定位误差特性分析研究。首先给出了基于机载激光雷达的目标定位流程, 建立了目标定位模型; 然后分析了影响目标定位精度的各种误差源, 建立了基于蒙特卡罗方法的误差特性分析模型; 最后通过数值仿真定量分析了误差源对目标定位精度的影响, 并提出了提高目标定位精度的措施, 为远程大口径舰炮对岸目标精确打击定位精度的提升提供了参考和依据。

针对当前岛礁防空反导作战研究热点, 以岛礁防空反导电子对抗“软抗击”的装备体系需求分析为输入, 提出了基于美国**部体系结构框架标准, 运用TD-CAP软件进行装备体系结构模型构建的方法和步骤, 主要选取了部分作战视角和系统视角描述模型, 给出了较为全面、直观的岛礁防空反导电子对抗装备体系顶层概念框架。通过体系结构验证评估分析, 验证了该体系结构具有完整性和一致性, 可为未来岛礁防空反导电子对抗作战及装备发展提供思路与借鉴。

针对在未知环境和未知目标位置情况下的目标搜索与地图导航问题, 提出了一种双机器人协同探索方法。首先, 第一台移动机器人利用摸墙算法进行目标搜索, 分别运用改进的RBPF-SLAM算法和Hector-SLAM算法构建未知环境的地图, 比较两种算法建图花费的时间和获得的结果, 选择其中更适合搜救任务的算法。接着, 第二台机器人读取来自第一台机器人的地图信息, 运用A*算法规划到达目标点的最优路径, 并沿着规划出的路径移动至目标点。同时, 针对实际中随时可能发生变化的受灾区域, 采用动态窗口法进行动态的局部路径规划。最后, 对该种方法进行了仿真实验, 实验结果验证了该方法的实用性和有效性。

针对单频点地基增强系统不能满足飞机CAT III类精密进近与着陆导航需求问题, 提出一种机载差分GPS(DGPS)与捷联式惯性导航系统(SINS)紧组合导航工作模式, 利用SINS提高组合后系统的导航特性。分析了SINS/DGPS紧组合滤波模型, 并构建了紧组合导航状态方程和量测方程, 利用改进的Kalman滤波器对滤波状态进行最优估计与补偿。进行了计算机仿真与实际系统验证实验, 实验结果表明, SINS/DGPS组合导航系统中, 当卫星信号不可用时, 利用SINS具备的自主性能够提高导航系统的连续性和可用性, 同时组合导航系统位置误差标准差相比机载DGPS单系统减小了50%以上, 提高了导航系统位置引导精度。

航空电子系统规模和复杂度的迅速增长, 对时间触发网络的容错能力和可靠性提出了更高的要求。重构作为故障处理的一项重要技术, 可以提高系统的容错能力和可靠性, 延长系统的生命周期。在基于应用迁移的重构策略研究基础上, 根据航空电子时间触发网络中不同资源约束条件, 针对端系统模块级故障导致其上驻留应用失效的问题, 提出了迁移、抢占、降级3种重构方式; 针对时间触发网络, 建立应用和消息的关联, 基于可满足性模理论提出了一种支持端系统模块重构的消息调度算法; 最后, 通过仿真实验, 从实时性角度验证了重构算法的合理性。

对指挥信息系统网络结构的韧性问题进行研究, 给出了指挥信息系统网络结构韧性的定义, 分析其韧性的整体过程, 给出了指挥信息系统网络结构韧性问题研究需要关注的研究点——韧性性能的度量、优化和管理, 并详细给出了这3个研究点的研究对象和初步的研究思路, 以期为指挥信息系统网络结构韧性问题的研究提供参考。

时间反演电磁波具有的近、远场超分辨率聚焦特性和空时自适应聚焦特性, 使得时间反演电磁波在超分辨率成像、高精度定位、低能耗保密通信等方面有着巨大的应用前景。总结了时间反演技术的研究现状, 结合电子战领域的发展趋势, 分析时间反演电磁波在电子对抗领域的技术优势及应用前景, 并提出下一步的研究重点。

针对小型固定翼无人机在未知环境下, 面对墙壁等连续型障碍物不能快速实时防撞的问题, 提出了一种结合多幂次滑模趋近律和超螺旋观测器设计的无人机避障控制方法。首先通过空间位置关系和无人机运动学方程建立无人机避障系统数学模型, 进而利用多幂次滑模趋近律快速收敛的特性设计了无人机避障制导律; 同时考虑到传感器误差和系统建模等造成的不确定性, 引入了超螺旋干扰观测器加以补偿, 并对系统的收敛性加以证明。仿真结果表明, 所提出的避障控制策略能够使无人机快速避开连续障碍, 同时对传感器扰动有较强的鲁棒性。

聚焦舰载机回收问题的应用实际, 提出一种以安全性作为首要约束条件、以实用性作为主要研究目标的舰载机回收决策方案。综合应用考虑逃逸复飞队列饱和度的回收策略和考虑优先级的时域区间集算法, 首先从舰载机编队安全性出发求解最优回收模式, 然后通过考虑舰载机个体优先级的时域区间集算法, 将不同随机性因素归一化到带有优先级的时域区间集中, 最终确定各舰载机在最优回收模式中的回收位置。在理论分析的基础上, 进一步开展舰载机回收演示系统的设计工作, 以ACoreOS嵌入式操作系统为平台, 面向装备应用, 完成舰载机回收辅助决策演示系统的设计。实验结果表明, 在确保回收安全性的前提下, 所设计的决策方案能够有效完成舰载机的回收工作。

为创建精确、稳定的试件二维加速度过载环境, 提高对转盘跟踪试验系统的控制精度, 对系统矢量转盘进行建模, 采用自适应混沌蚁群优化的RBF神经网络PID控制器, 解决RBF神经网络权值优化较慢的问题, 有效缩短神经网络学习时间, 提高PID控制器的在线自适应能力, 使转盘跟踪试验系统快速跟踪目标。仿真结果表明: 自适应混沌蚁群优化的RBF神经网络PID控制器优于传统的RBF神经网络PID控制器, 具有很好的准确性和快速性, 对于转盘跟踪试验系统设计具有较大的工程意义。

AFDX端系统本地时间作为端系统本地时钟计时数据, 可用于计算发送端系统和接收端系统之间的数据帧传输时延, 从而进行传输数据帧的时间完整性验证。若端系统本地时间丢失, 则无法进行数据时间完整性的验证。在当前AFDX网络健康管理以及时间同步相关设计的基础上, 提出了一种基于时间戳列表的本地时间恢复方案。经验证, 可实现端系统本地时间的恢复, 进一步保障了AFDX网络中传输数据的时间完整性验证, 提升了传输数据的可靠性。

主要针对光纤环在变化的温度场中产生的热致非互易性旋转速率误差(shupe误差)进行了仿真分析, 并且提出了一种新的光纤环绕制方法以减小shupe误差。首先建立了3种对称绕法下带骨架光纤环的有限元模型并对它们施加相同的随时间变化的均匀温度场载荷, 经分析计算得到了光纤环中各匝的温度变化率数据。再利用精确到匝的光纤环热致旋转速率误差数学模型进行计算, 最后得出3种绕法下光纤环的shupe误差。仿真分析的结果表明采用新提出的反交叉对称绕法的光纤环对shupe误差的抑制效果最好。

针对雷达干扰识别决策树分类器设计需要人工介入的问题, 提出了一种基于模糊聚类、Xie-Beni指标和信息增益的决策树自动化设计方法。该方法首先对干扰信号在时域、频域和脉压后时域等维度建立参数特征集, 接着在决策树建立过程中引入模糊C均值聚类(FCM), 从而解决传统决策树需要先验知识设置判决门限的问题; 然后通过Xie-Beni指标动态确定决策树节点分支数, 优化决策树复杂程度; 最后使用基于信息增益的ID3算法建立模糊聚类决策树。该方法解决了干扰识别决策树的自动化设计问题, 且优化了决策树性能。计算机仿真及某雷达对抗实验数据验证了所提方法的有效性。

为了解决舰炮对海上目标射击脱靶量实时检测难的问题, 改进舰炮对海射击观测和射击校正手段, 提高舰炮实战化水平, 在航空摄影测量学和无人机目标定位技术的基础上, 通过构建目标、炸点及像点在成像空间中的几何关系模型, 并利用最小二乘法, 推导出了基于双无人机机载光电平台的目标和炸点同时定位的模型。再结合舰船经纬度信息, 经高斯平均引数反算公式计算得到炸点与目标之间的脱靶量。最后利用蒙特卡罗法对脱靶量检测模型进行仿真, 分析其误差特性。

针对基于单一性能指标进行组合导航滤波算法品质评估不全面的缺陷, 提出了多性能指标融合的滤波算法品质评估方法。首先, 定义了描述滤波算法准确性、实时性、稳定性和可靠性的性能指标; 然后,建立了基于投影寻踪的组合导航滤波算法评估模型, 采用遗传算法求解出最优投影方向, 给出组合导航滤波算法总的评价指数; 最后, 对常规Kalman滤波和自适应滤波算法进行了仿真实验, 结果表明, 该方法可用于滤波算法的品质评估。

为了使导弹具备全天候作战和抗干扰能力, 设计了一种红外/激光/毫米波共孔径光学系统。通过计算设计参数, 确定了共孔径光学系统总体构型: 3个波段共用抛物面主镜;次镜反射红外和激光, 透射毫米波。长波红外模式采用光学被动无热化技术, 设计的光学系统能够保证高低温下的成像性能。半主动激光模式探测器离焦后, 获得激光光斑仿真结果, 表明线性区内满足四象限探测器使用要求。毫米波模式优化次镜后, 计算远场光强分布, 导出的半功率波束角和旁瓣电平均符合设计要求。红外/激光/毫米波共孔径光学系统可以应用于多模复合制导**, 能够较好地适应目标和环境, 显著提高作战效能。