基于模板的天基预警系统目标性质匹配模型与仿真实现

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导弹预警卫星系统功能仿真建模

导弹预警卫星系统功能仿真建模
收 稿 日期 :0 1 7 4 修 回 日期 :0 1 9—0 2 1 —0 —0 ; 2 1 —0 2
外传感器通过施密特望远镜搜集导弹发射时的尾 焰红外辐射来监视导弹发射 , 采用 自 旋稳定方式 , 以大约每分钟 6圈的转速绕其指向地面的主轴旋
作者简介 : 沈阳(9 8 )男 , 17一 , 在站博士后 , 讲师 , 研究方 向为电子对抗 、 计算机作 战模拟 与效能评估等 。
式中1 。 为光学系统入射孑径 的直径(m)( A D L c ;N )
为光学 系统数 值孔 径 ( 无量 纲 )D ; 表示探 测器单 位 面积 、 单位 带宽 的探测 度 (m・z w)J为 目 c H / ;
行中继通信 , 其中包括美 国空军卫星控制 网( F A. SN) FC C 。A S N分 为 公 共 网 和 专 用 网 两 部 分 。公
S EN n H Ya g
( l tn ni ei ste H f 307 C ia Ee r i E g er gI tu , e i 03 ,h ) coc n n n it e2 n
Ab t a t E r a i g s tl t i o e o mp r n o o e t f mis e d fn e s se ,w o e s r c : a l w r n a el e s n f i o t t c mp n n s o s i ee c y tm y n i a l h s e l r i g i fr t n i ey i o t n o h l p b l si s i u c s f l r a ywa n n n omai s v r mp r tt o d u al t m sl s c e su l o a i ci e y.T e f n t n o h u c i f o

空间目标的红外特性建模与仿真

空间目标的红外特性建模与仿真
[2~5]
。由于空间目标工作环境为太空环境,受到太阳辐射、地球反射太阳辐射以及地
球自身辐射等空间轨道外热流因素,以及目标自身复杂因素的综合影响,卫星红外 辐射特性的影响因素非常复杂。若纯粹依靠试验,不仅耗时、费用昂贵,而且试验 次数有限,不能测试分析各种复杂条件下的卫星红外辐射特性,不能满足实际需求。 以传热学为基础的空间目标红外成像仿真,可有效模拟各种复杂条件下的卫星红外 辐射特性,研究其辐射特性的形成机理、确定其光谱范围及峰值波长、描绘其光谱 特性曲线。其研究成果将为天基空间目标红外成像探测器的选型、技术指标的确定, 空间目标的自动识别提供技术储备。
Infrared imaging system
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。
关键词:空间目标
红外成像仿真
星空背景
卫星
红外特性
成像系统
I
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
Abstract
Research on infrared characteristics and modeling technique of space target is valuable in applications of space technique, communications and navigates, remote sensor. This paper aims at research on infrared characteristics of space target, combining orbit trait

国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术

国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术

雷达是全面获取空间 、空中以及地面有关目标信息 资源的重要手段 , 是夺取制信息权的重要保障 。 因 此 , 目前世界各国加紧推进天基预警雷达系统的研 究进程[ 1-4] 。
2 国外天基雷达发展概况
2 .1 美国 美国是最早开始天基预警雷达研究的国家 , 从
20 世纪 80 年代起就陆续有人提出各种各样的天基 雷达(SBR)方案[ 5] 。 美国防部原计划从 2005 -2009 财年为天基雷达投 入 40 亿美元 , 从而达到在 2012
收稿日期 :2012-05-23;修回日期 :2012 -06-06
· 1054 ·
第 52 卷
朱庆明 等 :国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
第6期
年发射首颗卫星的目的 。 据报道 , 美国五角大楼已 取消“天基雷达”计划 , 但美国空军仍对天基雷达需 求迫切 , 特别是在天基雷达的动目标检测特性和全 天候成像 -监视能力 , 因此 , 目前美国仍在进行天基 雷达的概念研究和关键技术的突破 。
Current Developments and Key Technologies of Foreign Space-based Warning Radars
ZHU Qing -ming , JIN Shu -ling , MENG Xiang -ling
(The 38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ,Hefei 230088 ,China)
如表 1 所示 , 表 2 给出了几种天基雷达的具体参数 。
表 1 天基雷达概念设计的 发展成熟程度评价表 Table 1 Development maturity evaluation form of space -based radar concept design

智能交通路况监测与预警系统操作指南

智能交通路况监测与预警系统操作指南

智能交通路况监测与预警系统操作指南第一章智能交通路况监测与预警系统概述 (3)1.1 系统简介 (3)1.2 系统功能 (3)第二章系统安装与配置 (4)2.1 系统安装 (4)2.2 系统配置 (5)第三章用户管理与权限设置 (5)3.1 用户注册与登录 (5)3.1.1 用户注册 (5)3.1.2 用户登录 (6)3.2 用户权限设置 (6)3.3 角色管理 (6)第四章路况监测模块 (7)4.1 路况信息采集 (7)4.2 路况信息展示 (7)4.3 路况预警设置 (7)第五章交通流量分析模块 (8)5.1 交通流量数据采集 (8)5.1.1 数据采集方法 (8)5.1.2 数据采集设备 (8)5.1.3 数据采集内容 (8)5.2 交通流量统计分析 (9)5.2.1 数据预处理 (9)5.2.2 交通流量指标计算 (9)5.2.3 交通流量分布分析 (9)5.3 交通流量预警 (9)5.3.1 预警方法 (9)5.3.2 预警指标 (9)5.3.3 预警系统设计 (10)第六章处理与救援模块 (10)6.1 上报 (10)6.1.1 信息采集 (10)6.1.2 上报流程 (10)6.1.3 上报要求 (10)6.2 处理 (11)6.2.1 现场处理 (11)6.2.2 调查与分析 (11)6.2.3 整改与验收 (11)6.3 救援资源调度 (11)6.3.1 救援资源分类 (11)6.3.2 救援资源调度原则 (12)第七章路况预测与优化模块 (12)7.1 路况预测算法 (12)7.1.1 算法原理 (12)7.1.2 算法应用 (13)7.2 路况优化策略 (13)7.2.1 动态路径规划 (13)7.2.2 交通信号控制 (13)7.2.3 车辆限行措施 (13)7.2.4 路网优化 (13)7.3 预测结果展示 (13)7.3.1 图形展示 (13)7.3.2 表格展示 (13)7.3.3 地图展示 (13)第八章系统维护与管理 (14)8.1 系统升级 (14)8.1.1 升级前的准备工作 (14)8.1.2 升级过程 (14)8.1.3 升级后的注意事项 (14)8.2 系统备份与恢复 (14)8.2.1 备份策略 (14)8.2.2 备份工具 (15)8.2.3 备份操作 (15)8.2.4 恢复操作 (15)8.3 系统监控 (15)8.3.1 监控内容 (15)8.3.2 监控工具 (15)8.3.3 监控策略 (15)第九章数据分析与报告 (15)9.1 数据导出与导入 (15)9.1.1 数据导出 (16)9.1.2 数据导入 (16)9.2 报告与导出 (16)9.2.1 报告 (16)9.2.2 报告导出 (17)9.3 数据分析应用 (17)9.3.1 市场营销分析 (17)9.3.2 财务分析 (17)9.3.3 人力资源分析 (17)9.3.4 生产运营分析 (17)9.3.5 教育分析 (17)第十章用户界面与操作指南 (18)10.1 主界面布局 (18)10.2 功能菜单操作 (18)第十一章系统安全与防护 (19)11.1 数据加密 (19)11.1.1 对称加密 (19)11.1.2 非对称加密 (19)11.1.3 混合加密 (20)11.2 用户身份验证 (20)11.2.1 用户名和密码验证 (20)11.2.2 生物特征验证 (20)11.2.3 双因素认证 (20)11.3 安全防护策略 (20)11.3.1 防火墙 (20)11.3.2 入侵检测系统 (20)11.3.3 安全漏洞修复 (20)11.3.4 数据备份与恢复 (21)第十二章常见问题与解决办法 (21)12.1 系统故障处理 (21)12.1.1 系统崩溃 (21)12.1.2 系统蓝屏 (21)12.2 使用问题解答 (21)12.2.1 软件安装问题 (21)12.2.2 软件运行问题 (22)12.3 联系与支持 (22)第一章智能交通路况监测与预警系统概述1.1 系统简介智能交通路况监测与预警系统是基于现代信息技术、人工智能、大数据、卫星导航等先进技术,为提高我国交通管理水平和道路安全功能而研发的综合系统。

浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势

浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势

浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势【摘要】天基预警系统作为现代化战争中获取信息的重要手段,其重要地位已经越来越凸显出来。

鉴于当前天基预警系统的重要战略地位,各国都在竞相开发此系统。

本文重点介绍了国外天基预警系统的现状,简要阐述了其发展趋势,并对我国在天基预警系统的发展方向提出了自己的一些见解。

【关键词】天基预警系统预警卫星搜集探测捕捉1 引言天基预警系统,又称为空间预警系统,在国家防御战略中居于重要的地位,是导弹防御系统的最前端。

20世纪90年代以来的局部战争表明,大气层外的空间已成为联合作战中获取对方军事信息的重要领域,天基预警系统对情报的监视和侦察则是作战系统的重要组成部分。

天基预警系统的核心是预警卫星,主要用于对导弹的早期预警,预警卫星上装有红外探测器和电视摄像机等设备,根据导弹发射时的目标特征实施监视、跟踪和定位。

天基预警系统对远程弹道导弹一般可以提供15-30 min预警时间;对近程导弹也能提供几分钟的防御准备时间。

天基预警系统在导弹防御中起着关键的作用,预警系统能否及时、准确地发出预警信息,将决定着整个反导作战的成败。

2 当前国外天基预警系统的现状当前世界上已经形成的比较完善的预警卫星系统的主要有美国的DSP (defense suppoprogram)和SBIRS(spacd-basinfrared system)系统以及俄罗斯的天基预警系统。

美国是最早开始天基预警系统研究的国家,也是迄今为止与实战结合最紧密的国家,相对来说,俄罗斯预警卫星总体水平远不及美国,所以这里主要以介绍美国天基预警卫星为主,阐述一下美国天基预警系统现状。

美国现阶段的卫星预警系统主要分为两大部分,分别是DSP和SBIRS,下面来做详细的介绍。

2.1 国防支援计划(DSP)美国国防支援计划卫星系统的第一颗卫星于1970年11月发射,目前的在轨卫星均属于第三代。

该卫星预警系统星座是由5颗DSP卫星组成,其中的3颗为较新的工作卫星,2颗为较老的备用卫星。

中低轨预警天基光学卫星目标跟踪的量化误差分析

中低轨预警天基光学卫星目标跟踪的量化误差分析
Ab ta t o d a ’i h r be o o rp st n n c u a y c u e y q a tz t n,t eta k sr c :T e vt te p o lm fp o o i o i g a c r c a s d b u n iai l h i o h r c —
i n aigpoesiji l m dl a z et ci -I rSs tt a f tr di n adi gn r s s o t oe dt a l et akn e O’ t ii a e a s g m c n y e on y h r g T a sc e u sn t l e et i psi i . h uhj n m en , h l i e e e reL S(i f i t nd f c oio n T r g it o l g te e tnbt nt u O 1 eo s h)a f sn tn g o o d i rao we h t n g
( 国防科技 大学 电子 科 学与 工程 学院 , 沙 407 ) 长 103
摘 要 针对 预 警卫 星 目标 跟踪 过程 中像 平 面量 化 导致 的跟踪 精 度 下降 问题 , 对跟 踪 和
成像 过程 进行 了联 合数 学 建模 , 分析 了跟踪 误 差统计 特性 及其 影 响。通 过联 合 建模 , 到 得
算 法 进行 了广 泛研究 。E F是 弹道估 计 的经 典 非 K
0 引言
天基 红 外 系 统 ( BR ) S IS 由高 轨 卫 星 ( B S mS— H ) 讪 与低 轨 道 卫 星 ( BR S IS—Lw) 部 分 组 成 。 o 两
线性 滤波算 法 _ , 在非 线性 较强 的情况 下 , 1但 j 该方 法 的估 计 性 能 较 差 。许 多 研 究 将 U F ,, 于 K [3 基 ] 平 方根 的 U F K H 等算 法 , 引入 弹道 估计 领域 , 以提

天基预警系统中的目标识别方法与技术

天基预警系统中的目标识别方法与技术
预警 系统 目标识 别研 究 的总 体建 议 .
图像 识别 来获 取 目标 的细 节特 征.
两者 区别 : 主 动式 识 别 与 被动 式 识 别 的根 ① 本 不 同在 于 , 其要 测 量 的是 目标物 质产 生 的相互
作 用 ,因而需 要有 一个 能够 激 发这 种相 互作 用 的
统 的核 心.
为 了与 S I SH g BR —i h相 区别 ,天基红 外预 警系 统. 低轨卫 星( B R .o 已于 20 年被 更名为空 S I SL w) 02 间监 视与 跟踪 系统 ( T S , S S ) 它是 “ 眼” 亮 的后 续计 划.其上 装有 宽视 场短 波扫 描红 外捕获 探测 器和 窄视 场凝 视 型 多波 段红 外 及可 见 光跟 踪探 测器 , 重点 对弹道 导 弹助推段 末期 到飞行 中段 的热弹头 变冷 和飞行 中段 到再人 段初期 的冷 弹头变 热过程 进行 目标识别 , 可为 预警雷达 、 导雷达 引导 目 并 制 标 . T S 现 目标识别 的方法是 : SS 实 接受 高轨 卫星
璺 曼 o 器 轨 w


是 2 . 7
和 43g . m谱带 , 文献 [】 证 了利用其 谱 6论
一 瓤 誓 替
目 干 ( 测 点j 标 预落、
、—一 、
带监 视 的合 理 性.因此 天基 红外探 测器 探测 导弹
助推 段飞行 时 通常用 短 波和 中波红 外频段 .
1 弹 道 目标 光 电识 别 机 理
识别 真假 目标 是 预警监 视 与跟踪 系统 应具 有 的首要 功能. 析来 袭 导 弹的 3 飞行 阶段 , 中 分 个 以 段识 别难 度最 大 ,因为末 助推 段后 期导 弹母 舱 抛

支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现

支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现

支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现胡峻豪;冯雷;朱睿;李荣强【摘要】针对当前工程系统设计中需求和功能分析多基于文档,难以与物理模型交互进行系统整体仿真验证的问题,研究了基于模型的系统工程(MBSE)方法论和功能模型接口(FMI),提出了一种支持MBSE的系统全过程设计应用框架,并基于该框架设计了某型飞行器舵机伺服系统.结果表明,该框架能满足从需求、功能分析到物理仿真的全过程模型实现和联合仿真,提高了系统设计效率,降低了反复迭代次数,适用于大型、复杂系统的全过程设计建模与仿真.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】5页(P105-109)【关键词】基于模型的系统工程;功能模型接口;功能模型;物理模型【作者】胡峻豪;冯雷;朱睿;李荣强【作者单位】中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091【正文语种】中文胡峻豪硕士,毕业于西北工业大学航天学院,现就职于中航工业成都飞机设计研究所,研究方向为基于模型的系统工程、多学科联合仿真。

由于在成本和效率方面的巨大优势,计算机仿真已成为当前工程研制的必要环节。

但目前的计算机仿真多集中在物理仿真层面,通过建立系统物理模型,模拟系统工作原理,分析系统性能;对于前期需求与功能逻辑建模重视不够,无法将系统的需求、功能和性能作为一个有机整体来分析、验证,从而造成顶层设计与专业工程设计间反复迭代。

针对上述情况,近年兴起了基于模型的系统工程(Model-Based System Engineering,MBSE)方法论 [1],在分析系统需求的基础上,采用SysML和UML作为描述系统功能和行为的建模语言,使用模型状态机精确描述系统的功能逻辑和故障处理模式,建立系统的功能模型,并通过模型的仿真、验证,分析需求的满足程度和系统的功能逻辑流转,方便设计人员在系统设计早期验证设计的全面性和正确性。

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中图分 类 号
反 导作 战 中 , 目标 性质 的早期 确定 将对 后期 反 导作 战 的开展 具有 重要 作用 。 目标性 质一 般包 括 : 对 目标 的国别 、 号 、 型 战术技 术 指标 等 。如果 能够 在 弹道 导 弹发射 后 尽 早 时 间 内确认 目标 的性 质 , 对 后 期 目标 的 将 测 轨 、 别 和拦 截等 提供 很重 要 的参 考依 据 。现有 目标 性质 确认 方 法 , 识 多采用 根 据预估 的 目标 发射 点估计 目 标 性质 , 由于可 用数 据 较少 , 精度 较低 。而助 推段 目标 特 性模 板 数 据库 的建立 , 为 指 控 系 统根 据 天 基 预警 则
收 稿 日期 :0 1— 6—0 21 0 9 基金项 目: 国家“ 7 ” 9 3 计划资助项 目( 19 0 0 ) 6 3 0 2 1
作者简介 : 高
山( 9 9一) 男 , 17 , 河北保 定人 , 博士 , 主要从事信息化 防空作战研究 . ma :s pe @13 cn E— i g —sed 6 .o l
3 6
空军工程大学学报 ( 自然科学版 )
2 1 正 01
则t 时刻 U N坐标 系下 导 弹 的位 置 Ⅱ : E 为
l =[扪 “ M ] f u ,础 =
值为 :

E ] r一
() 2
式 中 附N U 心 固定坐标 系 E F坐标 系到 U N 坐标 系的转 换矩 阵 。则导 弹 t时刻 相对 于预 警卫 星 的角度 E为地 C E
第1 2卷第 5期
21 年 1 01 0月







报( 自然科学 版 )
Vo . 2 No 5 11 .
Oc . t201 1
J U N LO I O C N IE RN NV R I N T R LS IN EE IIN O R A FARF R EE GN E IGU IE S Y( A U A CE C DTO ) T
基于模板的天基预警系统目标性质匹配模型与仿真实现
高 山 王 森 刘 建 华 , ,
(. 1 国防大学基本系 , 北京 10 9 ;. 00 12 空军 工程大学导弹学 院, 陕西 三原 7 3 0 ) 180
摘 要 防空反 导作 战过 程 中, 面反 导指 控 系统 为达 成 早 期 识别 并 估 计 弹道 目标 攻 击企 图 , 地 以 提 高 防 空反 导系 统拦 截效 率 的 目的 , 要天 基预 警 系统提 供 目标信 息 支援 保 障 。基 于天 基 预警 需 系统 的 目标信 息采 用 有效 的 匹配模 型 能 够 实现 对 弹 道 目标 的快 速 发 现及 性 质 确 认 。 以天 基预
关键 词 天 基预 警 系统 ; 目标 性质 匹配 ; 板 模 T 23 P 7 文献标 识 码 A 文章 编 号 10 3 1 ( 0 1 0 0 3 0 0 9— 5 6 2 1 ) 5— 0 5— 5
D 1 .9 9 ji n 10 oI 0 3 6 /.s . 0 9—3 . 0 0 . 0 s 562 1.50 8 1 1
系统测量的信息从而快速 、 准确推断 目 标性质提供 了可能
, 对于反导战略预警具有重要的现实意义。
1 天基预警 系统测量模型
预 警系 统是 采用 红 外 被 动 探 测 , 只 能测 量 目标 的视 线 其 方 向 , 括卫 星 测量 坐标 系下 导 弹 的方 位 角 和俯 仰 角 占, 包 无
警系统 目标性质 匹配模型与算法为研究重点, 在建 立反导天基预警 系统测量模 型的基础上, 以
仿真 方 法初 步 实现 了 目标 性质 匹配模 型 。仿真 结果 表 明 : 建立 的 匹配模 型 与 算 法具 有较 好 的 所 应用 价值 , 可为反 导 指控 系统 的构 建 与完 善提供 一定 参考 。
Байду номын сангаас
时刻地心坐标系下导弹的位置记为 = , , ] , [ T同一坐
标系下卫星的位置记为 =[ s ]。其 中 是导弹发 s , T
射点参数 和时间 t的函数 , : 即
= ,
图 I 卫星测量角度定义 F . A g en i tleS esrg i 1 nl dfi nos ei ’ a i g e i t fa l o t m un
t)
() 1
式 中: 为发射点参数 , =[ ,。 , ,。 ; 为发射时间;。 tA, h ] c 。 o 0 A 为发射点的经度 ;。 为纬度 ;。 为发射点高 度 ;。 为导弹在发射点 的射向( 从正北方向顺 时针旋转的角度) J ;1 ) 目标运动状态与发射参数之 间的 (・ 为 函数关 系 。
( : H)
L0 J

叫 一 2l z 4】 -  ̄ k
at[y ra k cnu]

() 3
2 目标性质 匹配模型与算法
指 控 系统在 助推段 确认 目标 性 质 的过 程 中 , 据 的是助 推 段 目标 特 性数 据 库 目标 的 3个特 性 , : 依 即 目标 尾焰 红 外辐 射强 度 it 、 () 当前位 置 到发射 点 的水平 距离 zt 、 直 高度 h t 。在 弹 道 导 弹模板 数 据 库 中 , ()垂 () 目
法测 量 导弹 的距 离 J 。2个 角度 的定 义见 图 1 。
通 常情 况下 , 弹 助推 段 的尾 焰会 被 多 颗 卫 星 以异 步 的 导 方式 依 次探 测 到 , 所有 来 自这 些 卫 星 的观 测 值 在 时 间上 是顺 序排 列 的 。假设 在 助 推 段 导 弹 尾焰 共 被 m 颗 卫 星 观 测 /次 , 中第 k次观 测对 应 的 观测 时 间 为 t, - 其 t k=12 … ,。t ,, n
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