东南大学 仪器科学与工程学院, 江苏 南京 210096
为了给国内重力梯度仪的实物制造夯实理论基础, 该文主要研究了伞型全张量旋转加速度计重力梯度仪信号模拟的产生。通过半物理仿真实验模拟了伞型重力梯度仪的测量过程, 并对全张量重力梯度仿真系统进行性能测试。测试数据为MATLAB生成的理想状态下的伞型重力梯度仪三圆盘加速度计数据, 将该数据载入全张量重力梯度仿真系统中, 解调得到交叉和内联重力梯度分量, 经过线性运算得到测量坐标系下的全张量重力梯度值, 再进行坐标系转换, 得到平台坐标系下的重力梯度值。结果表明, 该仿真系统测量精度达到1E(1E=1×10-9 s-2)。
仪器仪表技术 半物理仿真 旋转加速度计 重力梯度 梯度解调 全张量 instrumentation technology semi-physical simulation rotational accelerometer gravity gradient gradient demodulation full tensor
红外与激光工程
2022, 51(10): 20211115
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430223
舰载**捷联惯导系统(SINS)初始对准的精度以及时间决定着**系统打击的准确性以及快速性。由于舰船航行环境复杂多变，舰载**捷联惯导系统利用舰船主惯导(MINS)提供的高精度导航信息进行牵引对准可以提高其对准的精度和速度，保证作战任务的顺利完成。对舰载**捷联惯导系统利用主惯导提供的导航信息进行牵引对准，并对其性能进行半物理仿真，然后利用牵引对准后捷联惯导系统的姿态跟踪主惯导姿态的精度来评价对准的性能。仿真结果表明，静态条件下，牵引传递稳定后，牵引传递造成的航向基准传递误差小于1.8′(0.03°)，姿态基准传递误差小于10.8″(0.003°); 动态条件下，牵引传递稳定后，牵引传递造成的航向基准传递误差小于2.4′(0.04°)，姿态基准传递误差小于10.8″(0.003°)。为后续各个作战平台牵引对准模型的建立提供一定的参考。
舰载** 捷联惯导系统 牵引对准 姿态跟踪 半物理仿真 shipborne weapon strapdown inertial navigation system(SINS) traction alignment attitude tracking semi physical simulation
中国人民解放军 91336部队, 河北秦皇岛 066000
在红外成像制导半实物仿真仿真实验中架设导引头和目标模拟器过程中的安装误差是不可避免的, 为提高试验中制导精度和仿真可信度, 分析了误差产生的原因并建立了安装误差静态的数学模型和修正方法。通过分析目标模拟器像元中心的运动轨迹对安装误差进行分类判断, 进而推导了安装误差的数学模型, 并应用 OpenCV对导引头制导图像进行处理, 获得求解误差模型所需的坐标信息, 最后对弹道制导模型进行了修正, 通过仿真验证定量地分析了误差修正对脱靶量的影响, 对制导攻击效果有一定的优化作用。
红外制导 半实物仿真 误差分析补偿 infrared guidance, semi-physical simulation, error
1 中国人民公安大学 遥感中心, 北京 100038
2 中国洛阳电子装备试验中心 光电对抗测试评估技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
4 长光禹辰信息技术与装备(青岛)有限公司, 山东 青岛 266000
为模拟实战环境下半主动激光制导的目标回波能量, 设计并研制了注入式激光能量模拟设备。对激光制导能量传递过程及模拟技术进行研究。首先, 针对激光制导**工作过程, 建立了激光在大气中传输发生散射与衰减的模型, 并针对实战中存在的各种烟雾、降雨、干扰烟剂等进行建模仿真。接着, 设计了激光目标回波能量模拟器的总体方案, 选用DPS-A激光器和布儒斯特角薄膜偏振器模拟激光衰减过程。设计了光纤耦合与匀光准直系统。最后, 构建了激光制导半物理仿真系统, 分别进行了激光回波能量模拟实验、激光导引头标定与激光末制导试验。实验结果表明: 激光能量模拟误差小于30%,导引头线性角度范围内残差小于008°, 测角精度小于045 mrad, 末制导过程体视线角跟踪误差小于02°。该系统可模拟多种实战环境中激光能量传输情况, 且精度高, 能够满足激光制导半物理仿真要求。
半主动激光制导 能量传递 注入法 半物理仿真 激光导引头 semi-active laser guidance energy transfer injection method semi-physical simulation laser seeker
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 中国人民解放军装甲兵学院, 安徽 蚌埠 233050
大型高精度目标跟踪转台主要用来模拟导引头、雷达等探测设备的目标运动特性, 测试探测设备的跟随特性, 是航空、航天领域重要的半实物仿真设备。首先介绍了转台的工作原理、控制系统硬件组成, 然后将永磁直流力矩电机的数学模型和转台的动力学方程结合, 建立了转台的数学模型, 在此基础上提出了基于PID控制器的三环控制系统, 实验研究表明该系统在技术要求范围内满足双十指标。
高精度转台 伺服控制 数学模型 半实物仿真 探测设备模拟 high-precision turntable servo control mathematical model semi-physical simulation detection equipment simulation
山东理工大学 机械工程学院, 山东 淄博 255049
机载激光雷达(LiDAR)扫描被测地形获得激光点云, 进而重建被测地形的三维图像。机载激光雷达测量过程中, 机载平台姿态角时刻发生波动, 其对激光点云密度分布及重建三维成像精度具有显著影响。为消除姿态角波动对激光雷达测量的不利影响, 设计了一套姿态角补偿装置, 包括机械结构设计和控制系统设计; 并搭建了半物理仿真实验系统, 编制了总控制软件使各子设备之间时间同步控制及数据采集, 实现了对机载激光雷达工作原理及姿态角补偿原理的实验仿真和补偿效果验证, 补偿后DSM高程精度的RMSE误差由3.50 mm以上减小到3.28 mm。实验结果表明, 搭建的半物理仿真实验系统可正确模拟机载激光雷达的工作过程, 设计的姿态角补偿样机对机载激光雷达点云产品质量有显著的补偿效果。
机载激光雷达 姿态角波动 点云密度 半物理仿真 补偿 数字地表模型精度 点云 airborne LiDAR attitude fluctuation point density semi-physical simulation compensation digital surface model accuracy point cloud
昆明物理研究所 于起峰院士工作站，云南 昆明 650223
红外成像系统的测试对于红外成像系统的研制具有重要的意义。传统的测试方法由于需要在真实环境中进行试验，因而受时间、空间和环境等方面的限制。为解决上述问题，本文采用红外场景产生技术，提供实验所需的仿真场景，并进行红外成像系统的半实物仿真试验（如注入式仿真试验），进行红外成像系统的测试。红外场景产生技术已成功应用于跟踪器性能测试和图像处理算法研究。实验结果表明，该方法可以节省大量的人力、物力和财力，并缩短产品研发周期。
红外场景产生 半实物仿真 注入式仿真 infrared scene simulation semi-physical simulation injected-simulation
时间触发以太网(TTE)的交换设备采用中央监视进行通信完整性检查, 而对于具有网关的层次化TTE网络, 需要在网关处设置系统级的通信完整性保证机制。面向通用的远程现场网络拓扑结构, 设计了外部冗余物理链路和内部协议检查相结合的通信完整性检查网关, 并构建半物理仿真平台, 对设计实现进行了实验验证。仿真结果表明,该设计在充分利用设备级完整性检查功能的基础上, 兼容了两端网络的交换式传输机制, 有效地支持了系统级的故障隔离。
时间触发以太网 通信 完整性 半物理仿真 Time-Triggered Ethernet (TTE) communication integrity semi-physical simulation
海军驻桂林地区军事代表室, 广西 柳州 545005
传统车载激光惯导算法验证方式需要消耗大量的人力物力，而且算法性能的评估结果受各种外界因素影响较大，针对上述问题，提出基于实验室半物理仿真平台的激光惯导算法验证方法，并搭建了该仿真平台。研究表明，基于实验室半物理仿真平台的激光惯导算法验证方法相比传统算法验证方法具有快捷、简单、准确、客观等诸多优点。
激光惯导 算法验证 实验室半物理仿真平台 SINS algorithm verification laboratory semi-physical simulation platform
