无陀螺下基于UKF滤波器的星体角速率估计

文中通过采用一种新的非线性滤波方法(Unscented Kalman Filter)设计UKF滤波器,以星敏感器(CCD)为唯一测量元件,在无速率陀螺条件下求得卫星三轴姿态角速率.在相同条件下对UKF和EKF两种非线性滤波方法进行了对比,对于非线性系统仿真结果显示UKF的精度和鲁棒性强于EKF,且收敛快.     

基于UKF的星光角距卫星自主导航方法研究

介绍了星光角距卫星自主导航的方法,该方法利用高精度的CCD星敏感器结合红外地球敏感器直接测算出星光与地心夹角(星光角距),从而实现对卫星的精确导航.通过仿真计算,比较了分别采用EKF(Extended Kalman Filter)和UKF(Unscented Kalman Filter)估计卫星位置及速度的滤波效果.结果表明,UKF收敛快,精度高.这是由于卫星自主导航系统是非线性系统,UKF利用UT变换完成时间更新,应用最小方差估计进行量测更新,不存在EKF中由于线性化而带来的较大的高阶截断误差.     

主动段弹道定位与跟踪算法

针对预警卫星测量方程的非线性,利用传统方法(如EKF)不可避免地会带来线性化误差.该文提出了几何定位卡尔曼滤波(GL-KF)方法,在主动段弹道位于过地心平面的假设下,根据2颗卫星的角度测量解算出导弹位置,将测量方程转化为线性模型,减小了测量方程非线性所带来的估计误差.在得到位置信息后,利用Kalman Filter实现对主动段导弹的跟踪.通过Monte-Carlo仿真可以看出,该方法较之EKF滤波有更好的估计精度.     

基于容积卡尔曼滤波的全捷联制导信息估计算法

针对全捷联制导弹药视线角不能直接测量的问题,提出基于容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)的全捷联制导信息估计算法。该算法根据制导弹药弹道特性以及弹目相对运动特性,建立弹体运动模型及弹目视线模型作为状态模型;利用弹体与目标的几何关系以及坐标系间的转换关系得到的惯性系下的弹目视线角度,建立量测模型;针对所建立模型非线性程度较高的特点,采用容积卡尔曼滤波的方法对弹体姿态角以及弹目视线角进行滤波估计。建立数字仿真模型进行验证,实验结果表明,该算法能够满足制导信息精度的要求,并且具有一定的稳定性。     

几种非线性滤波只测角跟踪性能评估

为综合分析非线性滤波在只测角跟踪应用中的性能,文中给出了二维空间动态系统估计的克拉美罗界递推形式,对扩展Kalman滤波(EKF)、转换瑞利滤波(SRF)、无迹Kalman滤波(UKF)、容积Kalman滤波(CKF)和粒子滤波(PF)进行了实验仿真研究。结果表明CKF和PF可以获得高于其他滤波的精度,CKF的运算量又远低于PF,CKF可以获得精度和时效性的有效折衷。     

捷联寻的制导技术在近程制导火箭中的应用

结合近程制导火箭特点,研究了捷联寻的制导关键技术,如捷联导引头信息处理、捷联寻的与制导控制一体化设计、导引规律设计等。基于某在研近程制导火箭的数学模型,采用UKF滤波器提取视线角速率,提出了制导控制一体化设计思路,采用蒙特卡罗法分析了低成本捷联寻的制导技术应用的可行性。仿真结果表明,制导精度满足设计要求。     

基于概率假设密度滤波与无迹Kalman滤波的多目标跟踪与识别

为提高导引头末制导阶段抗干扰能力,针对典型的欺骗式距离-速度联合拖引干扰模型,研究了基于概率假设密度（PHD）滤波的多目标跟踪与基于无迹Kalman滤波（UKF）的多目标识别技术。为说明导引头目标识别原理,给出了距离-速度联合拖引干扰模型;根据导引头测量原理,通过导引头框架角、导弹-目标相对距离、径向速度建立系统跟踪模型,给出了基于PHD滤波的多目标跟踪与基于UKF的多目标识别的基本原理;基于典型的目标运动模型（匀速直线与匀速转弯模型）,针对目标施加的4次距离-速度联合拖引干扰,采用目标跟踪结果以及估计的目标速度和加速度信息进行多目标跟踪与识别分析,能够很快实现真假目标识别。仿真实验结果表明,利用PHD滤波与UKF信息能够有效实现对距离-速度拖引干扰下的多目标跟踪与识别。     

航向机动环境中基于陀螺/地磁信息融合的滚转角解算算法

针对传统的制导导弹利用地磁信息精确制导时偏航角变化引起滚转角解算出现较大误差的问题,提出了采用陀螺测量的弹体轴向角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体滚转角解算的融合算法,给出了制导导弹自由飞行段和制导飞行段滚转角的解算方法,在高速飞行仿真转台上进行了半物理仿真试验。试验结果表明:在偏航角+60°~-60°大范围偏航变化的情况下,该文所提出的滚转角融合算法的解算精度控制在5°以内,比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角解算的精度提高近6倍,为后续制导导弹实现精确打击提供了必要的测试手段。     

基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率估计

提出了一种基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率的估计方法。由于捷联成像导引头状态方程和观测方程的强非线性特点以及观测量中较强的非高斯测量噪声，扩展卡尔曼滤波（EKF）方法不能完全满足滤波精度要求。与扩展卡尔曼滤波相比，粒子滤波（PF）是一种在非线性和非高斯情形下进行状态估计的强有力方法。采用粒子滤波对捷联成像导引头的视线角速率进行估计．仿真结果表明。粒子滤波方法可以有效地提高视线角速率的估计精度。     

H∞滤波及其在GPS/INS容错组合制导中的应用

Kalman滤波需要给出系统精确的状态模型和噪声统计性能,而在实际应用中却难以满足,故利用Kalman滤波可能得不到系统最优估计,甚至发散。文中给出了在巡航导弹GPS/INS组合制导应用中对模型及噪声容错性能更强的H∞鲁棒滤波,仿真结果表明,即使对简化的组合制导模型和噪声,利用H∞滤波仍可得到良好的估计结果。     

一种复合制导导弹的导航滤波器设计

研究了一种中制导段采用雷达修正的遥控制导方式和末制导段采用捷联式自寻的导引头的自导引制导方式的捷联式复合制导的中远程战术导弹的导航滤波问题，考虑到目标的大机动性和模型的非线性，基于最佳估计理论中的广义卡尔曼滤波理论，建立了通用导航滤波方程，仿真计算与仿真结果表明所做设计是合理和有效的。     

捷联寻的制导系统滤波器设计

主要针对某型捷联寻的制导弹药,进行了捷联寻的制导系统滤波器设计并进行了目标机动情况下的仿真验证。利用捷联寻的导引头给出的量测信息,设计了捷联寻的制导系统的强跟踪卡尔曼滤波器,估计出弹目相对运动等信息,用于末制导弹药的最优导引律,导引其命中目标。仿真结果表明,所设计的捷联寻的制导系统滤波器能有效对付目标机动,满足某型制导弹药武器系统性能指标要求。     

GNSS/SINS组合制导在抗雷达关机中的应用研究

文中主要根据反辐射子弹的局限性,采用GNSS／SINS组合制导方案来提高反辐射子弹在雷达关机情况下的命中精度．达到抗雷达关机的能力。通过设计组合制导卡尔曼滤波器，仿真验证GNSS／SINS组合制导方案的可行性。     

BTT导弹利亚普诺夫制导律的工程应用

为了解决BTT导弹制导的传统难题,将利亚普诺夫方法引入BTT导弹制导律的设计中,得到卡尔曼滤波器结构,形成BTT导弹利亚普诺夫制导系统,分析了反正切方法形成的BTT导弹比例导引(PN)系统与BTT导弹增强型比例导引(APN)系统,得到了考虑驾驶仪滞后、过栽为0时奇点限制的具有更优制导性能的BTT导弹利亚普诺夫制导律.对...     

战术弹道导弹SINS/GPS组合制导研究

研究了如何在战术弹道导弹 SINS上添加 GPS实现组合制导 .系统分析了战术弹道导弹 SINS/ GPS的不同组合模式及相应的数学模型 .分析了传统的卡尔曼滤波器算法的自身缺陷 ,设计了具有自动跟踪噪声统计性能的自适应卡尔曼滤波器 ,这种算法可以部分消除由于噪声统计性能的不确定性而对卡尔曼滤波器产生的不良影响 ,提高卡尔曼滤波器的滤波性能 .针对传统的卡尔曼滤波算法计算量大的缺点 ,将大系统分为若干个子系统 ,推导出了逐次正交化分布式卡尔曼滤波器算法 ,既保证了精度 ,又大大减少了计算量 .还分析了战术弹道导弹 SINS/ GPS组合制导的引入时机、制导方案的选择、对 SINS的校正方法 ,最后确定出了最可行的制导和校正方案     

基于粒子滤波的非线性目标跟踪算法研究

针对非线性非高斯的目标跟踪,传统的卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波等算法将会出现滤波精度下降甚至发散的现象,提出了采用粒子滤波算法来解决非线性滤波问题;粒子滤波方法作为一种基于贝叶斯估计的非线性滤波算法,在处理非高斯非线性时变系统的参数估计和状态滤波问题方面有独到的优势,但是存在运算量大和实时性差的问题,因此提出了基于EKF的扩展粒子滤波;仿真结果表明：在强非线性非高斯环境下,PF算法的跟踪性能优于EKF算法,基于EKF的扩展粒子滤波能够取得较好的跟踪精度,并且能够有效的减少粒子滤波的运算量。     

雷达-红外双模制导的神经网络数据融合算法

在雷达 红外双模制导体制下 ,对雷达和红外数据进行融合时存在雷达和红外数据不同步的问题 ,对红外数据先进行异步融合处理使其与雷达数据保持同步 ,然后提出了利用神经网络作为同步融合中心的方法 .雷达和红外数据共同作为神经网络的输入 ,输出为目标的最优融合估计 .这种方法可以在融合中心不知道协方差信息的情况下进行数据融合 .仿真结果表明该方法有效     

间瞄寻的导弹末段最优制导建模与仿真

为了研究机动目标对制导精度的影响,将目标机动统计特性描述为目标加速度的微分是有色噪声序列并建立了相应的系统状态模型,比统计独立的白噪声序列具有更大的目标机动模式覆盖范围。采用Kalman滤波算法对系统状态模型进行求解,从而实现最优制导回路的闭合。仿真结果表明,与传统的导引律相比,该方案在不改变导弹硬件的前提下,提高了导...     

基于领弹-从弹架构的无导引头导弹协同定位与制导方法

针对无导引头导弹在采用现有制导律时定位误差会产生较大脱靶量的问题,通过双领弹的领弹-从弹协同架构,设计了一种协同定位与制导策略,以实现无导引头导弹对静止目标的精确命中。基于扩展卡尔曼滤波,提出了一种无导引头导弹的协同定位方法。该协同定位方法与比例导引结合时存在终止时刻过载指令过大问题,因此设计一种新型变系数比例导引律,分析了变系数比例导引律的制导系数对脱靶量、终止时刻过载与最大过载的影响。仿真结果表明：采用所提出的协同定位方法可减小具有定位误差的无导引头导弹脱靶量,而采用变系数比例导引律可避免终止时刻过载指令过大。     

巡航导弹组合导航的信息融合技术研究

在对集中滤波与分散滤波概念讨论的基础上，提出了联合卡尔曼滤波技术．根据信息分配策略的不同，对联合滤波算法的四种模式进行了比较研究．针对INS／GPS／TAN组合导航系统的联合滤波算法，提出了一种基于广义特征值分解的自适应信息分配策略，解决了根据局部滤波器性能随时调整信息分配策略的方法问题．