[发明专利]一种舰载无人机起降阶段目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种舰载无人机起降阶段目标跟踪方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、建立基于角度信息的目标运动分析算法数学模型；步骤2、确定目标的运动轨迹；步骤3、求取目标的运动参数Vmx、Vmy、Vmz；步骤4、求取实时距离D。本发明将软件控制策略与硬件控制策略结合在一起，实现了控制功能；不但对陆上目标的定位跟踪，还可以对海上目标进行定位跟踪。

技术领域

本发明属于目标跟踪方法技术领域，具体涉及一种舰载无人机起降阶段目标跟踪方法。

背景技术

舰载无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)系统作为无人飞行器与舰艇平台及其装备相结合的新事物，已成为一支功能日趋全面的作战力量，越来越受到各国军方的重视。相比于有人舰载机，舰载无人机具有轻便、灵活、更机动的特点，它的出现为海上作战提供了一种灵活、高效、低风险的战场感知和战斗应用平台。通过舰载无人机，可实现对目标协同定位与跟踪，提高水面舰艇的远程感知能力。利用光电系统的目标运动分析处理系统，对舰载无人机光电系统测量的目标高低角、方位角，以及无人机自身平台的航向、速度、高度、机载GPS提供的经纬度等信息进行合理解算，实现对陆、海上目标的定位与跟踪。基于角度信息的目标运动分析(BTMA)是指在不使用向外辐射能量的设备情况下，仅利用获取的目标角度信息对目标的运动状态参数(初始距离、速度、航向等)进行解算的过程

发明内容

本发明的目的是提供一种舰载无人机起降阶段目标跟踪方法，不但对陆上目标的定位跟踪，还可以对海上目标进行定位跟踪。

本发明所采用的技术方案是，一种舰载无人机起降阶段目标跟踪方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立基于角度信息的目标运动分析算法数学模型；

步骤2、确定目标的运动轨迹；

步骤3、求取目标的运动参数Vmx、Vmy、Vmz；

步骤4、求取实时距离D。

本发明的特点还在于：

步骤1具体过程如下：

在目标定位中，将无人机实时坐标作为坐标系原点，X轴指向东，Y轴指向北，Z轴垂直XY平面向上指。

步骤2具体过程如下：

记D1为目标初始距离；记Km为目标航向；记为目标俯冲角；记Vm为目标运动速度；目标作匀速直线运动；

记无人机的航向为Kw，速度为Vw，俯冲角为记β1，β2，…βk分别对应为t1，t2，…tk时刻无人机测得的目标方位角；记ε1，ε2，…εk分别对应为t1，t2，…tk时刻无人机测得的目标俯仰角；

由(D1，Km，Vm)确定目标的运动轨迹。

步骤3具体过程如下：

经过k次观测，采用最小二乘法构件如下极小化目标函数：

为求得目标运动参数Vmx、Vmy、Vmz和D1，分别对其求偏导，最终求得目标方位、俯仰测量的精确值。

步骤4具体过程如下

利用上面推导得出的递推公式，便可唯一确定目标相对运动参数；根据求得的Xk，可实现对目标航向km，俯冲角εm，速度Vm的运动参数的估计；同时根据初始距离，可求出对目标X，Y，Z方向实时距离Dx，Dy，Dz，从而求出实时距离D。

本发明的有益效果是：