[发明专利]基于扩维漂移瑞利滤波的弹道导弹助推段跟踪方法

摘要

基于扩维漂移瑞利滤波的弹道导弹助推段跟踪方法，属于弹道导弹的助推段跟踪技术领域。它解决了现有弹道导弹助推段跟踪方法中，由于无法实现对轴向加速度和质量消耗速率的修正，而导致跟踪失效的问题。它采用双星领航/跟随星座构型彻底解决弹道导弹助推段跟踪的可观测性问题；其次采用交互式多模型的方法逼近主动段弹道真实模型，解决准确建模问题；最后推导修正集中式漂移瑞利滤波方法实现主动段连续跟踪，并在此基础上引入UT变换对滤波增益进行自适应调整，解决传统漂移瑞利滤波无法对平台和目标非对称状态进行修正的问题。本发明适用于弹道导弹助推段的跟踪。

主权项

1.一种基于扩维漂移瑞利滤波的弹道导弹助推段跟踪方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：采用第i个星载红外传感器实时获得目标弹道导弹在助推段的方位角α_i(k)和俯仰角β_i(k)，i为1或2，再根据第i个星载红外传感器的实时三维空间位置采用交叉定位获得目标弹道导弹的三维空间位置，并建立领航/跟随星座方式的目标弹道导弹助推段的跟踪初始状态表达式：Xinit=x1x2-x1Δty1y2-y1Δ1z1z2-z1ΔtγλT,]]>式中X^init为弹道导弹助推段初始状态，Δt为采样间隔，x₁、y₁、z₁为两个星载红外传感器第1次采样获得方位角α_i(k)、俯仰角β_i(k)以及自身的三维空间位置信息时，进行交叉定位获得的目标弹道导弹的三维空间位置坐标的三个坐标值，x₂、y₂、z₂为两个星载红外传感器第2次采样获得方位角α_i(k)、俯仰角β_i(k)以及自身的三维空间位置信息时，进行交叉定位获得的目标弹道导弹的三维空间位置坐标的三个坐标值，γ为目标弹道导弹的轴向加速度幅值，λ为目标弹道导弹的质量消耗速度；将目标弹道导弹助推段的跟踪初始状态表达式进行修正，将速度项和置零，获得修正后的目标弹道导弹助推段的跟踪初始状态表达式：X^init＝[x₁ 0 y₁ 0 z₁ 0 γ λ]^T；步骤二：对第i个星载红外传感器的三维空间位置状态进行扩维处理，设定第i个星载红外传感器第一个采样时刻的状态为：Xip=xipvxipyyipvyipzipvzip00T,]]>状态表达式中第1、3、5维代表第i个星载红外传感器的三维空间位置信息，第2、4、6维为第i个星载红外传感器的三维空间速度信息，最后两维为补零扩维处理项；将修正后的目标弹道导弹助推段的跟踪初始状态表达式与第i个星载红外传感器第一个采样时刻的状态的表达式作差，获得第i个星载红外传感器的相对状态Xin_i表达式：Xini=Xinit-Xip,]]>式中Xin_i为第i个星载红外传感器的相对状态，并将第i个星载红外传感器的相对状态Xin_i作为漂移瑞利滤波器的输入；步骤三：将第i个星载红外传感器的相对状态Xin_i、方位角α_i(k)和俯仰角β_i(k)输入到漂移瑞利滤波器，漂移瑞利滤波器根据第i个星载红外传感器实时采集获得的方位角α_i(k)和俯仰角β_i(k)，及第i个星载红外传感器的实时三维空间位置经过状态一步预测、协方差一步预测、增益矩阵求解以及状态和误差协方差的更新，获得目标弹道导弹的状态估计，进而实现对目标弹道导弹助推段的跟踪。