AN UNGUIDED TOUR STARTED FROM CHIRALITY

This survey article records an unguided mathematical tour by topologists at Peking University and their collaborators in the last ten years. The tour started from research on chirality and, attracted by questions around attractors, led to a zigzag path across topology and dynamics. People who joined us in this tour at various stages include Ding Fan, Liu Yi, Ni Yi, Pan Jianzhong, Yao Jiangang, Zheng Hao and Zhou Qing. Conversations with Robert Edwards, Wen Lan and others, added to the twists and turns that made the trip more fun. This article benefits from related lectures by these authors, in many conferences, universities, as well as high schools.     

制导炮弹飞行姿态的卡尔曼滤波估计方法

制导炮弹控制系统要求炮弹飞行姿态测量信息具有良好的准确性和实时性.为解决制导炮弹飞行姿态的高精度滤波估计问题,根据外弹道攻角运动方程和MEMS角速度陀螺测量方程分别建立姿态角滤波系统状态模型和量测模型.考虑实际陀螺随机白噪声的影响,结合弹载全球定位系统信息及地面弹道试验数据,并利用非线性卡尔曼滤波估计方法,对制导炮弹飞行姿态进行了滤波估计.为提高滤波估计效率,对比了Unscented卡尔曼滤波和一种混合卡尔曼滤波两种非线性滤波估计方法,滤波估计结果表明两种方法得到的姿态精度均能满足测量要求,而运算效率后者相对前者可提高约6％,稳定性也较好,因此在工程上更实用.     

改进Sage-Husa滤波及在GPS/INS容错组合制导中的应用

在Sage—Husa滤波基础上，提出了其改进的滤波算法，以解决它在容错性能差和高阶状态阵滤波发散等方面的问题。仿真结果表明，利用改进Sage—Husa滤波可有效提高GPS／INS组合制导的容错性能和精度。     

无陀螺捷联惯导系统中加速度计配置方式

对无陀螺捷联惯导系统中加速度计的几种配置方式及适用场合做了介绍，重点给出了适于近程战术导弹使用的两种六加速度计配置方式及相应的惯导计算公式，并对两种配置方式做了比较。     

航空制导炸弹GPS/IMU降阶滤波器设计与性能分析

为降低对航空制导炸弹弹载计算机的要求，中设计了一种速度、位置交替组合模式的9阶GPS／IMU组合导航降阶卡尔曼滤波器。通过将IMU噪声简化为等效的系统白噪声和将GPS定位和测速误差状态处理为测量噪声的方法消除IMU、GPS误差状态，把常规滤波器系统状态降为9阶：接着利用方差误差分析法和蒙特卡洛打靶法对降阶滤波器的精度进行了分析，并与常规18阶滤波器进行了比较。研究表明：对于短期低速飞行的制导炸弹，将IMU误差等效白噪声均方差取为IMU有色误差噪声的3～5倍时，降阶滤波器具有与常规18阶滤波器相近的导航精度。     

空空导弹制导跟踪控制器设计及其仿真

空空导弹的制导跟踪特性直接影响到导弹对目标的攻击精度;针对空空导弹控制系统的高度非线性、强耦合等特性,运用非线性控制的逆系统方法设计导弹制导稳定跟踪器,并在建立导弹质心运动数学模型和仿真的基础上,对比施加干扰和未施加干扰情况下的数值仿真结果;仿真结果表明,系统收敛速度满足要求,且具有一定的抗干扰能力,能保持稳定跟踪。     

交会与拦截动力学内涵探讨

交会与拦截是动力学中的两个典型应用场景,都是研究空间中两个运动质点的精确相对运动的问题。传统的课程教学忽视了两者的内在联系,教学内容存在交叉重复、不统一等问题,本文以理论力学中点的复合运动为基础,从动力学模型与制导律两个维度对交会和拦截的内涵关系进行深度挖掘和阐释,打通两类相对运动之间的壁垒,建立起教学内容的有效链接,探索了航天动力学教学的新框架,有助于提升教学效率。

     

物理学与精确制导技术

从物理学的观点出发,介绍现代高技术战争中精确制导技术的基本原理,分析目前常用的几种精确制导技术（如微波雷达制导、红外制导、激光制导、惯性制导、电视制导等）在应用过程中显露出来的优缺点,从而论证物理学是精确制导技术的重要理论基础。     

光纤制导关键技术分析和研究

系统地讨论、分析和研究光纤制导中的关键技术，并对未来的发展提出了建议。     

可见光电视/红外成像复合寻的制导技术

复合导引头技术是实现精确制导的一种新技术途径，它比单一体制的导引头具有更高的精度和抗干扰能力。成像制导技术可以直接获取目标外形或基本结构等丰富的目标信息，能抑制背景干扰，可靠识别目标，是复合导引头技术的重要发展方向。分析了可见光电视/红外成像复合寻的制导技术的特点，介绍了国内外的装备现状，重点阐述了系统组成及其关键技术。在此基础上，给出了可见光电视/红外成像复合寻的制导的设计实例，预测了该技术的发展趋势。