[发明专利]基于恩克法的雷达交接时刻预报方法及装置

说明书

本发明属于导弹预警技术领域，特别涉及一种基于恩克法的雷达交接时刻预报方法及装置，该方法包含：根据雷达站对目标观测的特性，建立雷达观测模型；利用恩克法预报方法对导弹弹道进行预报；依据雷达观测模型和弹道预报数据，获取雷达交接时刻预报数据。本发明通过建立雷达观测模型并将恩克法应用于弹道预报中来获取雷达交接时刻预报数据，运算量小，运算耗时短，交接时刻及状态量计算精度高；且提供误差分析，通过协方差矩阵刻画交接时刻的误差椭球，进行可视化直观显示；并通过仿真实验表明，与传统方法相比，本发明考虑导弹运动中的摄动因素，能够进行大时长积分，运算耗时少且计算精度高，对于雷达交接时刻的预报具有较高的应用价值。

技术领域

本发明属于导弹预警技术领域，特别涉及一种基于恩克法的雷达交接时刻预报方法及装置。

背景技术

弹道导弹射程远、威力大，为应对这种威胁，近年来用于导弹防御的导弹预警系统也得到了很大发展。由于弹道导弹在自由段的飞行时间和距离占全弹道的80％以上，使得自由段成为导弹预警研究的主要过程。导弹在自由段速度快、距离远，而单部雷达探测范围有限，往往需要多部雷达进行预警跟踪。在多雷达预警中，当前一部雷达与后一部雷达对导弹的探测范围不重叠时，需要进行雷达交接时刻的预报，来提高整体预警能力，使用有效的弹道预报方法可以更好地提高雷达交接时刻的预报性能。传统的弹道预报方法包括以求解轨道根数为核心的解析几何法和以求解目标动力学微分方程为核心的数值积分法。解析几何法将导弹视为二体运动，未考虑运动中的摄动因素，计算简单、预报快捷，但是预报精度不高。数值积分法虽考虑了导弹运动中的摄动因素，但建立了复杂的动力学微分方程，预报精度高但计算量大。

发明内容

为此，本发明提供一种基于恩克法的雷达交接时刻预报方法及装置，考虑导弹运动中摄动力影响，能够实现大步长的积分运算，提高雷达交接时刻的预报精度，具有很强的应用前景。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于恩克法的雷达交接时刻预报方法，包含如下内容：

A)获取根据雷达站对目标观测的特性，建立雷达观测模型；

B)利用恩克法弹道预报获取实际弹道预报数据；

C)依据雷达观测模型和实际弹道预报数据，获取雷达交接时刻预报数据。

上述的，A)中，使用经度、维度和高度描述雷达站位置，使用斜距、方位角和仰角表示雷达探测模型参数，建立雷达观测模型包含如下内容：首先，将雷达站位置转换为地固系坐标；然后，将地固系下导弹对雷达的相对位置转换为雷达直角坐标系下坐标；最后，将导弹在雷达直角坐标系下的坐标转化为雷达探测模型参数，得到雷达探测模型。

上述的，B)中利用恩克法弹道预报获取实际弹道预报数据，包含如下内容：

B1)利用二体力学模型建立导弹运动的基准轨道；

B2)求解基准轨道与实际轨道的偏差值；

B3)依据导弹基准轨道及偏差值，获取导弹实际轨道状态量，该状态量包含实际轨道的位置和速度；

B4)将实际轨道状态量进行坐标转换，获取地固系下的实际弹道预报数据。

优选的，B1)中基准轨道由轨道根数确定，该轨道根数包含6个独立轨道根数，即半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和真近点角。

优选的，B2)中求解过程包含如下内容：首选，分析导弹受力情况，得到实际轨道和基准轨道的动力学微分方程；然后，依据两者的动力学微分方程，得到实际轨道与基准轨道的偏差值微分方程；利用四阶龙格库塔方法对偏差值微分方程进行数值求解。

上述的，C)获取雷达交接时刻预报数据中，假设前置雷达稳定探测到导弹的状态量，状态量包含位置和速度，已知后置雷达的位置及威力空间，雷达交接时刻预报过程包含如下内容：