样条滤波在脉冲雷达数据处理中的应用

针对主动段脉冲雷达测量数据的特点，应用样条滤波方法建立了弹道导弹主动段上的运动模型，并对Kalman滤波中截断误差的方差用自适应滤波方法给出估计，抑制了滤波的发散，提出了一种自适应样条Kalman滤波算法。     

基于在线修正弹道模板的主动段弹道跟踪方法

为了提高在线跟踪主动段弹道导弹的精度,提出了基于在线修正的弹道模板方法,详细构建了空气动力、推力、重力、科氏力、牵连惯性力等的动力学模型,结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法,对弹道模板参数进行在线校正及对导弹目标进行实时跟踪。在仿真过程中,基于加加速度模型和当前统计模型构建了交互多模型算法,并将该算法结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法与在线修正的弹道模板方法进行比较分析。仿真结果表明,该方法能够对弹道模板参数进行准确估计并能获得比交互多模型算法更高的跟踪精度。     

基于交互式多模型的弹道导弹跟踪

弹道导弹飞行主动段和自由段的运动学模型差别很大,在未准确知道导弹关机点时间先验信息前提下如何对弹道导弹主动段到自由段进行连续跟踪已成为目前亟待解决的问题.针对该问题,提出了一种实时交互多模型跟踪算法,根据弹道导弹主动段和自由段不同受力情况建立相应的跟踪模型.该算法包括两个滤波器:一个为对主动段跟踪效果比较好的CA-EK...     

弹道导弹主动段天基红外跟踪方法综述

针对主动段弹道导弹的天基红外跟踪问题,介绍了弹道导弹主动段飞行特点以及弹道导弹跟踪中存在的难点,对当前主动段建模、相关跟踪算法进行了阐述,最后对跟踪方法进行了总结。     

基于交互式多模型粒子滤波的状态估计方法

为了提高目标跟踪中状态估计环节的性能,基于交互式多模型粒子滤波的状态估计方法,采用交互式多模型(IMM)描述目标的运动过程,利用粒子滤波算法进行目标状态估计。方法避免了单一运动模型所带来的估计误差,同时克服了卡尔曼跟踪滤波算法的局限性,有效的提升了状态估计精确度。仿真实验证明了该方法在缺乏关于先验知识的情况下,对于不同的运动形式,均取得了较好的自适应性与鲁棒性。     

反弹道导弹引战配合的鲁棒预测研究

以防空导弹引战配合为出发点,建立了引信最佳起爆距离模型和最佳起爆延迟时间模型．分析了影响引战配合效能的关键性因素．针对弹目遭遇阶段TBM的飞行特性,建立了战术弹道导弹在这一阶段的运动模型．应用了鲁棒预测算法日。理论对TBM运动信息进行在线滤波和预测,进而对引信最佳起爆距离和最佳起爆延迟时间进行预测估计．Matlab数字仿真试验显示,该算法可以有效跟踪TBM目标的运动信息,提高复杂电磁环境下防空导弹的引战配合效能．     

混合坐标系下跟踪自由段弹道导弹的IMM-UPF算法研究

为了提高对自由段弹道导弹的跟踪精度,在混合坐标系下构建了自由段弹道导弹不做机动时更为准确的系统动力学模型。为提高对自由段弹道导弹目标机动时的适应能力,结合Singer和当前统计模型给出了自由段弹道导弹机动时的系统动力学模型,利用交互多模型(IMM)实现了对导弹的跟踪。在对探测数据的处理过程中,为了避免探测数据中闪烁噪声的影响,提出了IMM-UPF算法,并分别与EKF、UKF、UPF等算法做了对比分析。仿真结果表明,IMM-UPF算法对存在机动的自由段弹道目标以及雷达闪烁噪声具有良好的适应性,较EKF、UKF、UPF能够获得较高的跟踪精度。     

雷达/红外复合制导跟踪与辐射控制研究

针对强对抗条件下导弹复合制导寻的问题,提出了一种雷达/红外序贯滤波跟踪并控制雷达间歇工作算法。该算法在跟踪中使用了基于交互多模型和不敏卡尔曼(IMM-UKF)的序贯滤波方法,并在滤波过程中利用状态估计协方差与测量误差方差进行比较控制雷达间歇工作。仿真结果表明,与采用数据压缩滤波的跟踪算法相比,该算法具有更高的跟踪精度,并且能在保证一定的跟踪精度的前提下合理的控制雷达辐射。     

一种新的SINS/GPS组合导航建模与滤波

针对复杂环境条件下弹道导弹SINS/GPS组合制导过程中GPS量测噪声强度不稳定的问题,综合考虑陀螺快变漂移、慢变漂移、数字平台失准角等因素,重点建立了弹道导弹SINS的误差模型;设计了一种基于新息自适应滤波算法,以减小GPS噪声统计模型误差造成的滤波误差。采用基于新息自适应估计卡尔曼滤波(AKF)进行数据融合,对比标准卡尔曼滤波(SKF)的仿真结果,证明在GPS噪声强度变化时,AKF比SKF有更高的滤波精度和更强的鲁棒性。     

基于自适应马尔可夫参数交互多模型算法的弹道导弹跟踪研究

对弹道导弹主动段和自由段进行连续跟踪已成为弹道导弹防御亟待解决的问题。采用多模型交互算法,是解决该问题一条可行途径,但传统交互多模型马尔可夫概率转移矩阵参数固定,切换过程模型概率滞后。文中基于后验信息修正,提出了一种马尔可夫参数值自适应调整算法,根据不匹配模型误差压缩率的变化,自适应调整先验的马尔可夫概率转移矩阵参数,切换过程中较多地压缩不匹配模型的信息,放大匹配模型的信息,提高系统的收敛速度。仿真实验表明：马尔可夫参数自适应调整算法对弹道导弹主动段与自由段交替处的跟踪效果优于传统多模型交互算法。     

一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法

针对当前目标跟踪算法中跟踪模型与现代反舰导弹实际运动不匹配而影响跟踪精度的问题,根据反舰导弹的弹道特点,通过分析导弹受力情况和运动状态的关系,提出了一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法,并针对高速跃升俯冲运动,分别与基于CV、CA模型的目标跟踪算法作了性能比较.仿真结果表明,该算法在原理上是正确可行的,可显著提高对高速强机动目标的跟踪性能.     

"红外卫星-地基雷达"航迹融合算法的实现及精度分析

为提高对助推段弹道导弹轨迹跟踪的精度,设计一种"红外卫星-地基雷达"航迹融合算法.通过建立传感器量测和航迹融合的仿真模型,结合凸组合融合法和协方差交集法,分别实现了天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合,以及天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合.通过仿真证明了在进行航迹融合后的跟踪结果较SBIRS单独的跟踪结果精度更优.设计的凸组合融合法和协方差交集法的跟踪结果精度可以满足针对弹道导弹的早期预警需求.     

综合优先级下反导预警相控阵雷达任务调度算法

针对相控阵雷达跟踪多弹道导弹目标时的资源分配问题,提出一种综合优先级下的价值优化调度算法。基于弹道导弹目标特性,构建目标威胁度模型;设计二维优先级表,结合目标威胁度和截止期进行综合优先级规划;基于任务优先级建立任务动态价值函数,并从调度及时性原则出发,构建任务调度的价值优化模型;对遗传算法进行改进,设置自适应选择、交叉、变异算子,并利用该算法求解调度模型;通过仿真实验将所提算法与传统工作方式优先级加截止期调度算法进行性能对比,对任务价值函数参数对调度性能的影响进行分析。结果表明：相比传统调度算法,所提调度算法的调度时间偏移率减小了46%,实现价值率提升了12%.     

控制系统误差估计及在反馈控制中的应用

利用最优不等距节点的样条函数表示制导工具系统误差 ,建立了一个能同时估计制导工具系统误差和外弹道测量系统误差的数学模型及参数估计方法 ,在此基础上 ,利用落点折合信息 ,提出了导弹命中精度的反馈控制方法     

基于箱粒子滤波的鲁棒标签多伯努利跟踪算法

针对在未知杂波和检测概率的跟踪环境中标准的标签多伯努利（LMB）算法跟踪精度较低、粒子覆盖集过大致使复杂度较高的问题,引入区间分析技术,提出基于箱粒子滤波的鲁棒LMB跟踪算法。建立目标增广空间模型,基于箱粒子滤波方法,推导出有杂波状态标签和LMB元素标签的预测、更新方程,并用多目标箱粒子LMB滤波递推估计目标状态。仿真结果表明,当杂波和检测概率先验未知,与现有非标签、非鲁棒算法相比,所提算法可实现在低检测概率和高杂波强度环境下对目标的稳定跟踪,同时大幅度提高算法的运行效率。     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

一种高精度弹道导弹落点预测方法

为高精度预测弹道导弹落点,提出了高精度落点预测算法,即首先基于椭圆弹道粗估计所划定的落点范围搜索可能目标,然后基于4D外弹道模型应用遗传算法对弹道导弹弹道进行精细预测.该算法可快速划定目标搜索范围并精确生成弹道导弹轨迹;以导弹必定攻击我方军事目标的基本假定改变了以往算法仅依靠弹道特性的局限,并支持多弹头弹道导弹的落点预测.仿真实验表明该算法的运行时间平均在2s以内,精度在100m范围,可以满足弹道导弹预警的时间和精度要求,也可为多弹头同时预测落点.     

“红外卫星-地基雷达”航迹融合算法的实现及精度分析

为提高对助推段弹道导弹轨迹跟踪的精度,设计一种“红外卫星-地基雷达”航迹融合算法。通过建立传感器量测和航迹融合的仿真模型,结合凸组合融合法和协方差交集法,分别实现了实现天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合,以及天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合。通过仿真证明了在进行航迹融合后的跟踪结果较SBIRS单独的跟踪结果精度更优。本文设计的凸组合融合法和协方差交集法的跟踪结果精度可以满足针对弹道导弹的早期预警需求。     

无再入观测弹道导弹气动参数和落点联合预报

在无再入观测数据条件下,为了对弹道导弹的落点和气动阻力参数进行高精度联合预报,基于导弹末端速度变化范围的限制,预估气动阻力参数变化范围; 将气动阻力参数作为随机过程建模并增广为目标的状态,基于无迹变换法建立了考虑气动阻力、地球自转和J₂摄动的落点预报和误差分析模型,计算了落点误差散布椭圆。仿真结果表明,该方法能有效预估气动阻力参数范围,显著提高了落点预报和误差分析的精度(尤其是落地时刻),对于导弹早期预警具有较高应用价值。