發(fā)布時間：2024-06-13 18:35

　　再入彈道目標跟蹤是彈道導彈防御系統(tǒng)的核心問題,跟蹤系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響著對彈道導彈的攔截成功率。跟蹤的任務(wù)就是解決如何從觀測設(shè)備(如衛(wèi)星、雷達、傳感器等)中得到的混雜有干擾與噪聲的觀測信號里及時、準確的恢復(fù)出目標的運動信息,這個過程也稱作濾波。20世紀60年代初提出的Kalman濾波是基于時域狀態(tài)空間模型下的最優(yōu)自回歸遞推算法,這種濾波算法克服了維納濾波無法對多變量、非平穩(wěn)隨機過程進行估計及只適于頻域的缺點,適用于計算機實時遞推計算,因此廣泛應(yīng)用于目標跟蹤、導航測算、自動控制等領(lǐng)域。本文以再入彈道目標跟蹤這一典型的非線性濾波為應(yīng)用背景,研究了Kalman濾波及其常見改進算法在此問題中的應(yīng)用情況。 數(shù)學模型是研究濾波問題的基礎(chǔ)。模型是否精確直接影響濾波估計精度,甚至影響濾波器穩(wěn)定性。本文從Kalman濾波狀態(tài)空間模型中的動力學模型入手,分析多種常見目標模型的原理、特點,結(jié)合傳感器坐標系下觀測方程特性,針對非線性條件下目標動力學模型和觀測模型在不同坐標系間轉(zhuǎn)換時存在的問題,探討研究了基于混合坐標系下對再入彈道目標跟蹤的解決方法。推導了再入彈道目標在三維ENU坐標系下的狀態(tài)空間模型和二維垂...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 再入彈道目標跟蹤的數(shù)學模型
    2.1 機動目標跟蹤的狀態(tài)空間模型
        2.1.1 目標跟蹤的運動(動力)學模型
        2.1.2 目標跟蹤的典型運動(動力)學模型
        2.1.3 目標跟蹤的觀測模型
        2.1.4 目標狀態(tài)模型與觀測模型坐標系間的轉(zhuǎn)換問題
    2.2 再入彈道目標跟蹤的參考坐標系
    2.3 再入彈道目標跟蹤的狀態(tài)空間模型
        2.3.1 動力學分析
        2.3.2 再入彈道目標的動力學模型
        2.3.3 三維ENU坐標系下再入彈道目標的狀態(tài)空間模型及彈道仿真
        2.3.4 二維垂直平面再入彈道目標的狀態(tài)空間模型及彈道仿真
    2.4 彈道系數(shù)對再入彈道目標跟蹤的影響
        2.4.1 彈道系數(shù)的含義
        2.4.2 彈道系數(shù)的估計
第三章 再入彈道目標跟蹤的濾波方法
    3.1 目標跟蹤中的濾波方法
    3.2 Kalman濾波算法
        3.2.1 貝葉斯濾波通式
        3.2.2 Kalman濾波的MAP準則推導
        3.2.3 Kalman濾波的預(yù)測-修正自回歸過程
    3.3 Kalman濾波算法在再入彈道目標跟蹤中的應(yīng)用
        3.3.1 Kalman濾波器改進算法及應(yīng)用情況
        3.3.2 再入彈道目標跟蹤的性能評估準則
        3.3.3 擴展Kalman濾波對再入彈道目標的跟蹤
        3.3.4 無跡Kalman濾波對再入彈道目標的跟蹤
        3.3.5 仿真試驗及結(jié)論
    3.4 UKF雙向濾波改進算法在再入彈道目標跟蹤中的應(yīng)用
        3.4.1 Rauch-Tung-Striebel平滑器
        3.4.2 URTSS-UKF雙向濾波算法
        3.4.3 仿真試驗及結(jié)論
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 研究展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝



本文編號：3993480