[发明专利]一种高精度的弹道修正方法

说明书

本发明公开了一种高精度的弹道修正方法，其特征在于，包括：利用噪声估计器对状态噪声和量测噪声进行估计和校正的方法、利用噪声估计器完成一步预测的过程和基于噪声估计器和渐消因子完成弹道修正的过程。本发明提供的一种高精度的弹道修正方法，设计的弹道修正方法是在拟线性最优滤波过程中，利用量测数据一方面对状态值进行预测，另一方面通过过程噪声估计器和量测噪声估计器自适应的估计和校正噪声的特性参数以调节滤波增益矩阵，降低了噪声参数估计不精确对弹道修正结果的影响；同时引入渐消因子对陈旧的数据进行合理的渐消，增加新的量测数据的权重，达到减小滤波估计误差、抑制由于系统模型不精确以及状态突变导致的滤波发散的目的。

技术领域

本发明涉及一种高精度的弹道修正方法，具体地说是一种涉及弹道修正过程中抑制发散并提高精度的方法，尤其考虑弹道模型的非线性、时变性和噪声干扰等因素，旨在抑制由于弹道模型的建模误差及噪声统计特性的估计误差在弹道数据修正过程中引起的发散，提高弹道形成的精度。本发明能有效保证弹道修正过程的稳定性以及弹道轨迹形成的精确性，适用于炮位雷达的弹道轨迹形成系统。

背景技术

炮位雷达利用获取的弹丸的飞行参数进行弹道修正，形成弹道轨迹以便进行目标跟踪。在大空域中飞行的弹丸受到各种因素的影响，如弹丸飞行的高度、马赫数、气体动力参数的测量值和计算值不精确等会导致弹丸的模型参数变化很大。另外，弹道修正过程中设置的经验估计值和实际弹丸飞行的参数之间也会存在一定的差异。在使用拟线性最优平滑滤波算法进行弹道修正时，弹道模型离散化和线性化所带来的误差、弹道模型描述不精确、所采用的过程噪声和量测噪声的统计特性与实际情况的偏差大等因素都可能导致状态估计值与弹丸实际飞行数据偏离，致使滤波精度下降，无法满足实际工程的要求。实际环境变化等随机因素还会引起系统过程噪声和量测噪声异常变化，在滤波过程中会产生增益矩阵和预测误差方差的错误估计，这种情况下增益矩阵将失去合适的加权作用，新的量测数据对状态估计值的调节修正作用将逐渐降低，从而出现滤波发散现象，导致弹道修正失败，无法继续跟踪目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用噪声估计器对状态噪声和量测噪声进行估计和校正的高精度的弹道修正方法；更进一步地，本发明提供一种利用噪声估计器完成一步预测，降低拟线性最优平滑滤波过程中不确定的噪声统计特性和其他随机干扰等因素对弹道修正精度的影响的高精度的弹道修正方法；更进一步地，本发明提供一种基于噪声估计器和渐消因子完成弹道修正，渐消因子对状态估计的一步预测误差的协方差和滤波增益矩阵进行自适应的调整，抑制由于弹道模型不精确以及滤波过程中状态突变导致的发散现象的高精度的弹道修正方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高精度的弹道修正方法，其特征在于，包括：利用噪声估计器对状态噪声和量测噪声进行估计和校正的方法，该法包括以下步骤：

S01，弹道模型：

弹道模型采用的状态方程为：

式(1)中，X(t)表示弹丸的状态，W(t)是过程噪声，Γ(t)是噪声驱动阵；

弹道模型采用的量测方程为：

Z(t)＝h(X(t))+V(t) (2)

式(2)中Z(t)表示量测变量，V(t)为量测噪声；

对式(1)、式(2)进行离散化后得到：

X_k+1＝G(X_k)+Γ(X_k)W_k (3)

Z_k+1＝h(X_k+1)+V_k+1 (4)