基于MARG传感器的自主姿态测量新算法

针对基于三轴陀螺、三轴加速度计以及三轴磁强计组成的传感器组合(MARG传感器)的姿态测量算法存在的不足和限制,以自主姿态测量为前提,提出了一种新的基于四元数的优化递推估计算法。这一算法能够在线估计补偿陀螺漂移误差,不再需要对系统方程进行线性化处理。与基于EKF的方法相比,在同等计算复杂度下,该算法具有更高的精度和更好的稳定性。算法本身内蕴了对四元数单位长度的限制,不再需要任何归一化处理。仿真结果显示出了该算法具有令人满意的效果,利用水上漂浮试验初步验证了该算法的稳定性。     

舰船泡沫-水两用幕的电磁波干扰特性研究

针对泡沫型干扰幕难以同时满足留空时间长和施放距离远这两大关键指标,且易受风、雨等影响的固有不足,提出了舰船泡沫水两用幕(Foam-Water Dual-Purpose Curtain,FWDC)干扰技术.利用舰船水幕系统的现有管系,通过在其水泵后并入特定的泡沫化模块,既可生成泡沫幕笼罩舰船以干扰电磁波的传播,也可直接施放传统水幕.实验结果表明:FWDC可有效干扰多波段电磁波,且气体含量越高时干扰效果越明显(可见光、红外、毫米波与微波在干扰前后的辐射强度之比T最低达18.1％、0.7％,18.6％和28.8％),有效干扰的时间也越长(停止施放1 min后T最低仍可达69.0％、23.0％、66.1％和75.8％),证明了舰船利用FWDC进行多波段干扰这一技术的可行性和高效性.研究结论可为舰船多波段干扰技术的进一步丰富完善以及相应装备的研制提供必要的理论基础和实验依据.     

波浪中舰船远程尾流区气泡运动研究

为准确描述波浪中舰船远程尾流区气泡运动规律,分别建立了波浪中远程尾流场气泡质心运动和径向运动模型;并结合二维深水波模型,构建了波浪中尾流气泡运动耦合模型。采用变步长龙格库塔法进行数值求解,模拟得出波浪中尾流气泡的两个运动特征规律:(1)气泡在波浪中的上浮轨迹呈螺旋状,且气泡尺度越小,受波浪牵引作用越显著;(2)波浪的波长越短,波高越高,气泡在波浪传播方向的位移越大,但气泡的存留时间受波浪的影响很小。该模型考虑了真实海况中波浪对气泡运动的影响,可作为研究舰船尾流气泡运动特性及尾流场演化规律的理论基础。     

一种基于地球重力场和磁场的姿态估计新算法

本文分析了基于地球重力场和磁场矢量观测进行姿态测量的算法存在的不足,提出了一种新的基于四元数的递推优化估计算法,算法本身内蕴保证了四元数估计值具有单位长度,在结合载体动态实现递推估计的同时,消除了现有递推算法中要求准确已知当地地磁矢量的限制,并可同步提供载体姿态的角速率信息.仿真结果表明了所提算法可以明显地提高测量精度.     

蘑菇云宽度变化率与核爆炸当量的函数关系

 利用数值方法，对国内外已公开的大量核试验蘑菇云宽度数据进行分析处理，提出了蘑菇云宽度变化率的概念，确立了它与核爆炸当量之间的函数关系，进而构建了一种新的核爆炸当量测量方法。经核试验数据验证，该方法的测量结果与实际吻合，误差不大于3%，并且克服了原方法的种种弊端，操作简单，实施容易，便于战时使用。     

提高泡沫云对红外／毫米波复合制导干扰效果的实用途径研究

为寻求提高特种泡沫云对IR/MMW复合制导干扰效果的实用途径,进行了专门的理论研究和实验分析.结果表明:在通常的毫米量级下,泡沫云中的气泡直径越小,对提高干扰效果越有利,因此设法使得所生成的气泡直径尽可能地小,即可有效提高其干扰效果,而这可以轻易地通过调节泡沫云专用施放装置的工作压力或者适当改变所用化学原料的配比来实现.这一研究结果,对泡沫云干扰技术的发展及其战术运用设计具有重要的价值.     

泡沫-水两用幕厚度与光衰减效果的关系

理论分析与实验研究了水幕系统施放泡沫-水两用干扰幕产生的泡沫幕/水幕施放厚度与光衰减效果的关系。实验对空中和模拟甲板表面施放不同气流量比例的4～32层离散液滴状水幕和泡沫幕,测量其对平行光的衰减。实验结果表明:对于不同泡沫-水两用幕施放位置和气流量比例,随着施放厚度的增加,光衰减效果均明显提高,透射照度的衰减最高可达95.8%（空中）与98.4%（甲板表面）;透射照度衰减的速率随施放层数的增加而逐渐减小。     

特种泡沫云干扰效果退化现象的原因分析

特种泡沫云(SFS)是一种新型多波段无源干扰技术.在通过增加其气泡液层厚度(d)以提高对IR/MMW复合制导干扰效果的实验研究过程中,发现了干扰效果急剧下降的退化现象.本文对这一现象进行了理论研究,结果表明:SFS优良干扰效果的前提是保证其气泡干扰的多界面效应,而d超过一定限度(dmax)后必将使SFS的这一效应急剧退化,从而成为“退化泡沫”.文中还分析得出了dmax约为气泡半径的0.8882倍,实际应用中可以方便地通过控制施放条件来保证d不超过d.这些结论有利于防止SFS干扰效果的退化,对其作战使用直接具有重要的价值.     

舰船尾迹光学信号特征的直方图提取方法

现有舰船尾迹光学信号特征提取方法普遍存在运算复杂、处理速度不快等问题,研究基于直方图分析的舰船尾迹光学信号特征快速提取方法。根据舰船尾迹图像直方图具有明显的双峰特征,提出用峰值点分布密集程度kdd和尾迹区与海水背景区像素灰度值均值比Ci2个参数来表征舰船尾迹光学信号特征强度,通过专门研制的海上特征提取实验装置进行特征提取实验分析。分析结果表明:这2个参数能定量可靠地描述舰船尾迹光学信号特征强度的变化规律,并且在特征提取中具有简单快速的优势,从读进一张舰船尾迹图像到利用MATLAB软件计算出其特征参数值,电脑处理时间约为0.07 s。