[发明专利]基于IMM_UKF的三维制导律辨识滤波方法有效

申请号：	201711251352.4	申请日：	2017-12-01
公开（公告）号：	CN108009358B	公开（公告）日：	2021-06-15
发明（设计）人：	邹昕光;周荻	申请（专利权）人：	哈尔滨工业大学
主分类号：	G06F30/20	分类号：	G06F30/20
代理公司：	哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109	代理人：	岳泉清
地址：	150001 黑龙***	国省代码：	黑龙江;23
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摘要：
搜索关键词：	基于 imm_ukf 三维制导辨识滤波方法
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【权利要求书】：

1.基于IMM_UKF的三维制导律辨识滤波方法，所述方法具体过程为：

步骤一、建立evader和pursuer的相对运动方程；

所述pursuer为敌方拦截导弹，evader为目标飞行器；

步骤二、基于步骤一建立的evader和pursuer的相对运动方程，建立相对evader的pursuer运动模型；

步骤三、基于步骤二建立的相对evader的pursuer运动模型，设计evader上的IMM滤波器；

所述IMM滤波器为交互式多模型滤波器；

所述步骤一中建立evader和pursuer的相对运动方程；具体过程为：

场景惯性坐标系OXY定义为目标飞行器evader的初始视线坐标系；

evader惯性坐标系与场景惯性坐标系重合；pursuer惯性坐标系原点和y轴与场景坐标系重合，pursuer惯性坐标系x轴方向和场景惯性坐标系x轴方向相反；

建立evader和pursuer解耦和的相对运动方程为：

其中q_pe,ε和q_pe,β是pursuer对evader的视线倾角和偏角；和是pursuer对evader的视线倾角速度和偏角速度；为pursuer对evader的视线倾角加速度，为pursuer对evader的视线偏角加速度，a_eε为evader的加速度在pursuer到evader视线坐标系下沿y轴的分量，a_eβ为evader的加速度在pursuer到evader视线坐标系下沿z轴的分量，r_pe为pursuer到evader的距离，为pursuer和evader之间的速度；a_pε和a_pβ分别为pursuer加速度a_p在pursuer对evader的视线坐标系y轴和z轴的投影；

所述步骤二中基于步骤一建立的evader和pursuer的相对运动方程，建立相对evader的pursuer运动模型；具体过程为：

设相对于evader的pursuer状态向量为

x＝[r_x,r_y,r_z,v_x,v_y,v_z,a_px,a_py,a_pz]^T (3)

其中r_x为pursuer相对于evader的距离向量在场景惯性坐标系下沿x轴的分量，r_y为pursuer相对于evader的距离向量在场景惯性坐标系下沿y轴的分量，r_z为pursuer相对于evader的距离向量在场景惯性坐标系下沿z轴的分量；v_x为pursuer相对于evader的相对速度向量在场景惯性坐标系下沿x轴的分量，v_y为pursuer相对于evader的相对速度向量在场景惯性坐标系下沿y轴的分量，v_z为pursuer相对于evader的相对速度向量在场景惯性坐标系下沿z轴的分量；a_px为pursuer在场景惯性坐标系x轴下的加速度，a_py为pursuer在场景惯性坐标系y轴下的加速度，a_pz为pursuer在场景惯性坐标系z轴下的加速度，T为转置；

即

r_x＝x_p-x_e r_y＝y_p-y_e r_z＝z_p-z_e (4)

v_x＝v_px-v_ex v_y＝v_py-v_ey v_z＝v_pz-v_ez (5)

其中向量[x_p,y_p,z_p]^T和[x_e,y_e,z_e]^T分别为pursuer和evader在场景惯性坐标系下的位置，向量[v_px,v_py,v_pz]^T和[v_ex,v_ey,v_ez]^T分别为pursuer和evader在场景惯性坐标系下的速度；

相对于evader的pursuer运动模型的一般形式为

其中为r_x的一阶导数，为r_y的一阶导数，为r_z的一阶导数，为v_x的一阶导数，为v_y的一阶导数，为v_z的一阶导数，为a_px的一阶导数，为a_py的一阶导数，为a_pz的一阶导数；其中向量[a_ex,a_ey,a_ez]^T为evader在场景惯性坐标系下的加速度；向量[a_p4x,a_p4y,a_p4z]^T为pursuer制导指令在场景惯性坐标系下的投影；参数τ为时间常数；