空中目标动态RCS仿真与数据统计研究

摘要

动态RCS可以评估目标运动状态下的散射特性以及隐身性能，是现代军事的研究重点。本文针对航空基金(No.20111352)，研究了典型空中目标的动态RCS仿真以及RCS数据的统计建模，并利用仿真方法对动态RCS的影响因素做出分析，不仅为RCS测量试验提供参考，还为仿真的改进提供了依据。本文的研究主要包括以下内容:
　　(1)本文研究了不同空中目标的动态RCS仿真方法。在此过程中，为获取目标的静态RCS，本文研究了目标的几何建模以及基于SBR的RCS计算，并利用某软件计算了典型目标的静态RCS，并进行分析。此外，根据不同目标的运动特征，本文对几种简单航迹进行了航迹仿真。利用静态RCS数据以及航迹仿真结果，实现了不同目标的动态RCS仿真，为后续研究打下了基础。
　　(2)动态RCS测量数据及其统计信息能够反映散射能力以及目标的特征。本文研究了测量数据的处理以及统计分析过程，并对某型战斗机的RCS实测数据进行统计分析，提取出该飞机的目标特征。本文还分析了统计条件对统计结果的影响。分析结果表明，统计结果受统计窗口以及采样数据分布影响:统计窗口越小，统计结果越准确，RCS分布的拟合误差越小，目标特征更明显;统计窗口内采样数据的分布越均匀，统计值的可信度越高。
　　(3)本文将雷达测量距离、测量角度以及惯导测量姿态当作RCS测量的不确定因素，在RCS仿真中添加了测量误差，并对仿真结果进行对比，研究它们对RCS测量结果的影响。研究结果表明，测量距离对结果的影响很小，而雷达测量角度与目标姿态信息的影响较大并且与目标航迹相关。此外，本文还分析了飞机活动部件的运动对目标RCS的影响。研究发现，当活动部件的运动幅度较大时（偏转大于5°），目标的散射特性发生改变，某些视向角的RCS变化很大。基于此，本文建立了含活动部件因素的静态RCS数据库，并研究了部件运动与目标姿态的关联模型，实现对动态RCS的精确仿真。同时，本文还提出了一种新的飞行抖动模型方案，将部件运动以及测量误差作为抖动因素，但还未对这种模型进行具体验证。

目录

摘要

缩略词

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 动态RCS仿真

1．2．2 动态RCS测量以及数据分析

1．3 本文内容安排

第二章 典型空中目标的动态RCS仿真

2．1 动态RCS测量基础

2．1．1 测量方法

2．1．2 常用坐标系及转换

2．2 目标的几何建模以及静态RCS计算

2．2．1 目标的几何建模

2．2．2 基于SBR的高频散射计算

2．2．3 典型空中目标的静态RCS计算

2．3 典型空中目标的航迹仿真

2．3．1 飞机目标的航迹仿真

2．3．2 导弹目标的航迹仿真

2．4 典型空中目标的动态RCS仿真

2．4．1 动态RCS的仿真方法

2．4．2 典型目标的动态RCS仿真

2．5 小结

第三章 动态RCS测量的数据处理与统计分析

3．1 动态RCS数据的统计模型

3．1．1 测量数据的统计参数

3．1．2 经典起伏模型

3．2 测量原始数据预处理

3．2．1 预处理流程

3．2．2 数据异常检验准则

3．2．3 插值算法

3．3 RCS测量数据分析

3．3．1 单架次RCS测量数据分析

3．3．2 平滑统计处理

3．3．3 RCS数据的分布特征研究

3．4 小结

第四章 动态RCS的影响因素分析

4．1 测量误差对RCS测量结果的影响

4．1．1 测量不确定度

4．1．2 雷达测量误差对RCS测量结果的影响

4．1．3 惯性导航系统的测量误差对RCS测量结果的影响

4．2 飞机活动部件对静态RCS的影响

4．2．1 基于部件的分析方法

4．2．2 水平尾翼

4．2．3 垂直尾翼

4．2．4 副翼

4．3 飞机活动部件对动态RCS的影响

4．3．1 考虑活动部件因素的动态RCS仿真

4．3．2 飞行抖动模型的研究

4．4 小结

第五章 结束语

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文