[发明专利]飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法及系统

说明书

本发明提供了一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统及方法，包括：三轴转台1、目标阵面系统2、信号产生系统3、计算机控制系统4以及数据采集系统5；所述三轴转台1位于阵面球心上，主要用于模拟弹体姿态；所述目标阵面系统2用于模拟目标运动轨迹，并放出目标射频信号；所述信号产生系统3用于为所述目标阵面系统2提供目标射频信号来源；所述计算机控制系统4用于模拟飞行器及目标的运动过程；所述数据采集系统5用于对飞行器及目标状态进行实时监控。

技术领域

本发明涉及飞行器半实物仿真技术领域，具体地，涉及飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法及系统，更为具体地，涉及用于飞行器半实物仿真奇异点规避的控制方法及系统，是通过调整天线阵面位置和转台姿态控制，在确保飞行器弹目相对视线关系不变的条件下，实现飞行器半实物仿真过程中转台姿态欧拉角奇异点的规避。

背景技术

目前制导控制半实物仿真系统主要包含飞行模拟转台、目标仿真系统、仿真计算机及控制系统、负载模拟、仿真软件、专用配套设备等。其中，飞行模拟转台作为飞行器姿态模拟载体，用于接收、跟踪仿真计算机发送的飞行器实时位置、速率等指令信号，以模拟飞行器的姿态运动，与目标仿真系统组成实现运动跟踪模拟。目前试验室多以配备卧式转台形式为主，系统中飞行模拟转台采用三轴卧式转台，内框为滚动轴、中框为偏航轴、外框为俯仰轴，其欧拉角旋转次序为“俯仰-偏航-滚动”，与弹体在地理系下欧拉角旋转次序“偏航-俯仰-滚动”不一致。为实现对目标运动跟踪过程的模拟，传统方法多采用“立式转卧式”方法获得卧式转台模拟弹体姿态的控制量，再与阵面调整量配合模拟视线系下的弹体姿态。此方法适用于绝大多数飞行情况，但在偏航角90°处出现奇异点，无法满足全空域背景下的半实物仿真需求。

针对该问题，提出飞行器半实物仿真转台和阵面控制方法，该技术主要是在确保飞行器弹目相对关系不变的条件下，调整转台和阵面控制量，规避转台欧拉角控制奇异点，解决原有方法姿态算法因奇异点引起的仿真视线角误差问题，从而提高飞行器半实物仿真的逼真度和应用范围。

专利文献CN104536291A(申请号：201410683489.7)公开了一种基于射频系统模拟弹性振动对导引头测量信号影响的方法，属于飞行器半实物仿真技术领域。本发明方法建立飞行器与目标之间的空间几何位置关系模型，并根据仿真计算机计算得到的目标和飞行器的运动信息，以及飞行器导引头的弹性振动信息，确定弹性振动影响下的视线高低角与方位角，确定所模拟的目标在射频系统天线阵列上的三元组位置，并确定三元组每组天线所需要辐射的信号。将三元组位置信息和各组天线所辐射的信号输入到射频仿真系统中，使对应的天线辐射相应的信号，即可模拟弹性振动影响下的目标位置信息。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统及方法。

根据本发明提供的一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统，三轴转台1、目标阵面系统2、信号产生系统3、计算机控制系统4以及数据采集系统5；

所述三轴转台1位于阵面球心上，主要用于模拟弹体姿态；

所述目标阵面系统2用于模拟目标运动轨迹，并放出目标射频信号；

所述信号产生系统3用于为所述目标阵面系统2提供目标射频信号来源；

所述计算机控制系统4用于模拟飞行器及目标的运动过程；

所述数据采集系统5用于对飞行器及目标状态进行实时监控。

根据本发明提供的一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，运用上述所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统执行如下步骤：

步骤S1：所述计算机控制系统4作用于所述目标阵面系统2和所述信号产生系统3，对所述目标阵面系统2的信号辐射特性和运动特性进行实时控制，并实时解算实时位置、速率及相对运动关系；