天基预警系统半实物仿真地面信息处理系统研究

摘要

在现在高技术战争中，预警卫星在国防安全领域重要性不断增强。天基预警系统通过高轨道和低轨道卫星的协同工作，进而完成对导弹的飞行全过程的探测。关于天基预警系统的大量研究停留在仿真建模阶段，为了验证其对导弹的跟踪探测能力，根据其工作过程设计了半实物仿真验证系统。本文主要工作为对半实物仿真验证系统中地面信息处理系统的设计与实现。
　　首先，结合预警目标飞行特征，系统的梳理了天基红外预警系统中高轨道卫星和低轨道卫星预警探测过程以及星载传感器的工作模式，介绍了设计的半实物仿真验证系统。
　　其次，根据地面信息处理系统实现功能的需求，将其划分为四个部分，分别为环境模拟单元、任务管理单元、主机控制单元和性能评估单元。各个单元协同工作，共同完成天基预警半实物系统对地面信息处理系统的工作要求。对于半实物仿真中星上硬件和单星地面处理机数量有限的问题，在生成卫星交接班计划后，将相应的一套硬件资源作为半实物仿真中活动的资源进行调度，从而有限的资源可以模拟整个低轨预警系统，从而达到了全球覆盖的仿真效果。随后结合STK仿真软件的覆盖性和可见性分析模块，分析了高轨星座和低轨星座在半实物仿真中的布局的可行性。实现了基于QT+STK的地面信息处理平台软件，并将地面信息处理平台软件接入半实物仿真系统中，经过测试能够完成设计的功能要求。
　　最后，天基预警系统为无源定位方式，从各个卫星仅能获得关于目标的方位信息，缺乏距离信息，因此分析目标测量视线误差，对目标精确定位有重要作用。本文仿真分析了卫星姿态角、传感器指向以及像平面取整的误差对大椭圆轨道卫星的目标视线误差的影响。
　　本文的研究为后续的预警系统中的地面信息处理系统的实现提供了半实物仿真基础，对其构建具有一定的参考意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题来源及研究背景

1.2 国内外研究概况

1.3 主要研究内容

1.4 本文的内容安排

2 天基预警系统工作过程

2.1 预警目标分析

2.2 天基预警系统工作过程

2.3天基预警系统半实物仿真总体结构

2.4 本章小结

3 地面信息处理系统设计

3.1 仿真平台设计分析

3.2主要功能模块介绍

3.3本章小结

4 地面信息处理系统软件开发

4.1STK软件介绍与集成

4.2 地面信息处理系统平台软件

4.3 平台测试

4.4 本章小结

5 大椭圆目标视线误差分析

5.1主要坐标系及坐标系之间转化

5.2传感器映射模型

5.3大椭圆卫星目标视线误差分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的科研成果