针对弹道导弹的特点, 研究了在发射惯性坐标系下, 基于速度/位置的GPS/SINS组合导航算法, 给出了该坐标系下的捷联惯导误差方程, 建立了该坐标系下的GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程。数字仿真实验和跑车实验, 表明提出的发射惯性系下GPS/SINS组合导航算法有较高的导航精度。

研究了微光夜视系统输出图像中光晕尺寸和灰度分布与系统参数之间的关系, 建立了系统光晕效应的定量化表征模型。首先分析了系统输出图像中光晕的产生机理; 其次依据微光夜视系统成像原理, 通过分析光电阴极产生的光电子数及初角度分布、光电子在光电阴极与微通道板之间的运动、光电子与微通道板非开口壁碰撞后的运动规律及微光成像系统各环节对能量的逐级传递, 研究了光晕的定量化表征方法; 结合上述理论研究, 建立了光晕的数字仿真模型。结果表明: 所提出的光晕效应表征模型能够与实验结果中光晕的灰度分布及尺寸较好地吻合; 随着强光源能量增大, 系统光晕效应越明显, 光晕效应对系统成像质量影响越大。

针对无人机的自主高精度定点着陆, 应用自适应内模控制(AIMC)原理设计了自主着陆纵向飞行控制律。以轮式无人机为平台, 将纵向非线性模型解耦并线性化。然后, 以地速和下沉率为控制目标, 应用AIMC理论设计了纵向飞行控制律。通过对AIMC滤波参数进行自调整改善了系统的动态特性, 基于对模型的辨识增强了系统的鲁棒性。在顺逆风6 m/s的条件下对AIMC系统进行了数字仿真, 结果显示其落点精度达到前后向30 m范围内。与传统内模控制(IMC)系统相比, 提出的自适应内模控制(AIMC)系统在动态性能和落点精度等方面均有明显提高。最后, 搭建了半物理测试平台, 通过半物理仿真测试复现了系统数字仿真结果, 验证了系统功能的完整性和协调性。

定量分析了自动亮度控制对微光电视系统强光适应性的影响。结合系统信号响应特性，建立了自动亮度控制作用后强光能量与系统成像对比度的关系模型；充分考虑系统动态范围、增益特性、灰度量化等因素，建立了自动亮度控制电路作用后系统响应特性的定量表征模型。基于上述模型，建立了引入自动亮度控制后强光作用微光系统成像的数字仿真模型，并基于模拟输出图像定量分析了不同能量强光对系统侦察性能的影响。理论分析及实验仿真结果表明：自动亮度控制的引入，能够扩大微光系统的动态范围，增强微光电视系统的适用性，但同时导致系统随着强光光亮度增大，成像灰度及对比度下降，侦察性能下降。

面向机载捷联惯导系统的设计与验证需要，设计由惯性导航信息源、数据处理、滤波器、导航算法和初始对准等信号仿真器组成的捷联惯导数字仿真系统，并建立相应的性能评价指标体系，评价数据处理、信号滤波、导航解算和初始对准滤波等算法的有效性。最后，建立了捷联惯导数字仿真系统的综合评价模型。

在轨光学相机探测图像数字仿真系统可为空间相机的方案设计、信息处理算法研究与验证及地面性能测试等提供技术支持。本文根据在轨光学相机测量原理与工作环境,建立了空间目标的相对运动学与反射光学特征模型、相机成像模型以及背景恒星成像模型;分析了相机测量噪声及相机探测灵敏度并在仿真中考虑了干扰因素对成像质量的影响,完成了现有星表中背景恒星的视星等,根据相机的探测波段范围进行了仪器星等的等效计算(探测星等>9 mV,计算误差<10%),提高了仿真图像的逼真度;最后,根据相机工作原理设计了仿真流程,应用Visual C++与Open×GL技术实现了仿真软件并根据具体的在轨光学相机CCD与光学系统参数对探测图像生成方法进行了仿真验证。结果表明,该系统能够满足空间相机研制与性能测试的要求。