[发明专利]一种高速滑翔飞行器的运动行为识别与航迹估计方法

摘要

高速滑翔飞行器的运动行为识别与航迹估计方法，属于基于知识和模式的信息推算领域。本发明解决了现有航迹估计方法无法应对高速滑翔飞行器复杂运动模态的问题。本发明的技术要点为：建立飞行器的动力学模型，进一步建立准平衡滑翔、跳跃滑翔两种飞行模式的运动行为模型，并构造飞行器运动行为模型集；构建飞行器运动行为识别算法，识别飞行器的运动行为；根据运动行为识别的结果，使用合理的策略在模型集中选择用于航迹估计的模型；构建融合滤波算法，估计飞行器的航迹。本方法适用于基于知识和模式的信息推算领域。

主权项

1.高速滑翔飞行器的运动行为识别与航迹估计方法，其特征在于所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一：建立高速滑翔飞行器的动力学模型，并依此分别推导飞行器准平衡滑翔、跳跃滑翔两种飞行模式的运动行为模型，定义飞行器的运动行为构造其运动行为模型集；其中，建立高速滑翔飞行器动力学模型的过程如下：假设地球是一个正球体，忽略自转，得到飞行器的三维动力学模型：其中，r为飞行器质心到地心的距离，θ为经度,φ为纬度，v为速度，γ为弹道倾角，ψ为弹道偏角，σ为飞行器的倾侧角，m为飞行器质量，g0为重力加速度，D和L为升力和阻力，表示为D＝0.5ρv2SrefCD                             (7)L＝0.5ρv2SrefCL                             (8)其中，Sref为飞行器的特征面积，ρ＝ρ0e‑βh为大气密度，CD和CL为飞行器的升力和阻力系数；将升力系数和阻力系数描述为一个马赫数无关模型，则有:其中，CD0和K是马赫数无关的飞行器气动参数；定义归一化升力系数如下则飞行器的升力系数、阻力系数和升阻比可表示为其中，为飞行器升阻比最大时的升力系数和阻力系数；联立式(1)‑(8)，(11)和(12)，得到完整的飞行器动力学模型：式(13)给出了完整的飞行器动力学模型，飞行器当前的运动行为由其飞行器控制参数cA和σ决定；对于某一具体型号的飞行器，其控制参数cl和σ有界，记作cl∈[clmin,clmax]                            (14)σ∈[‑σmax,σmax],σmax>0                        (15)步骤二：识别飞行器的运动行为；步骤三：根据运动行为识别的结果，在模型集中选择用于航迹估计的模型；步骤四：构建融合滤波算法，使用选择的模型估计飞行器的航迹。